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Introducción a la Inteligencia Artificial - PDF
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Vanesa Naranjo Villalobos
1 Introducción a la Inteligencia Artificial2 Qué es la Inteligencia Artificial? Todas las definiciones de Inteligencia Artificial están relacionadas con la siguiente idea: Desarrollo de métodos y algoritmos que permitan comportarse a las computadoras de modo inteligente. Los procesos que se llevan a cabo en el cerebro pueden ser analizados, a un nivel de abstracción dado, como procesos computacionales de algún tipo.3 Qué es la Inteligencia Artificial? El propósito de la IA es hacer computacional el conocimiento humano por procedimientos simbólicos o conexionistas. Se corresponden con los dos paradigmas de la IA: IA clásica o simbólica: programable y basado en el supuesto del conocimiento explicable por procedimientos de manipulación de símbolos. IA conexionista: autoprogramable por aprendizaje y donde el conocimiento viene representado la propia estructura de la red neuronal El gran problema de la IA es la representación del conocimiento4 Niveles de conocimiento IA simbólica Educción, o representación IA conexionista Nivel de conocimiento Reducción o interpretación Nivel simbólico Compilación Nivel físico5 Qué es la Inteligencia Artificial? El resultado que buscamos es un programa de ordenador sobre una máquina específica desarrollado a partir del conocimiento que supuestamente usaba el operador humano (experto) que realizaba esa tarea. La IA aborda tres tipos de tareas 1) Dominios formales 2) Dominios técnicos 3) Dominios cognitivos6 Dominios de la IA Dominios formales Donde se pretende solucionar problemas mediante modelos de búsquedas en un espacio de estados, ya sean modelos de tipo algorítmico o heurístico. Estos problemas pueden ser juegos o demostración de teoremas. Dominios técnicos Donde utilizaremos conocimiento científico-técnico, posiblemente educido de un experto e intentaremos solucionar problemas del tipo de diagnósticos médicos, robótica, Típicamente hablamos de Sistemas Expertos (SSEE)7 Dominios de la IA Dominios cognitivos Donde se intenta comprender el funcionamiento de nuestro cerebro y sus funciones cognitivas (razonar, oír, hablar, o incluso emocionarnos) emulando dichos procesos con modelos computacionales. Se crea una nueva ciencia llamada Ciencia Cognitiva.8 Controversia Durante el desarrollo de la IA siempre ha existido una controversia sobre los límites de esta Ciencia. Donald Michie Es un error dedicar demasiado tiempo a preguntarse, pueden las máquinas pensar?, pueden ser realmente creativas? Para todos los propósitos prácticos sí pueden. La mejor dirección para nosotros es dejar a los filósofos en su habitación oscura y ponerse a intentar diseñar máquinas creativas e inteligentes.9 Controversia Si distinguimos entre IA como ciencia Comprensión de los procesos cognitivos, y directamente relacionada con la neurología y la cognición) y la IA como ingeniería Ingeniería del conocimiento o IA aplicada, que desarrolla tareas y métodos de solución de problemas podemos estar de acuerdo en que es en este último caso donde se han realizado grandes avances. Y además, estos avances son rápidamente integrados en la Informática. No se debe por lo tanto desprestigiar a la IA en general.10 Test de Turing En 1950 Alan Turing publicó su famoso artículo Computing Machinery and Intelligence, donde describe un método para que los humanos podamos testear programas de IA. Habitación, máquina supuestamente inteligente y un humano. Crítica de John Searle11 Cuando tenemos un problema de IA? 1) Cuando no exista una solución analítica o algorítmica conocida. 2) Cuando existan demasiadas posibilidades que hagan difícil el cómputo y podamos usar estrategias heurísticas para reducir ese cálculo. 3) Cuando es difícil el tratamiento de la información y posiblemente sea incompleta o imprecisa. 4) Cuando nos enfrentemos a un problema que necesite del uso de sentido común.12 Historia de la Inteligencia Artificial13 Fase pionera: Neurocibernética 1943 La IA comienza siendo computación neuronal con el trabajo teórico de Warren McCullogh y Walter Pitts: Un cálculo de las ideas inmanentes en la actividad nerviosa Enfasis en la estructura física. Coincidencia con la función (software y hardware) Para Turing o Wiener la información era puramente formal 1949 Donald O. Hebb publica La organización de la conducta, que sirvió de base para los algoritmos de aprendizaje en las redes neuronales artificiales.14 Periodo clásico 1950 Test de Turing 1956 John McCarthy acuña el término Inteligencia Artificial en la conferencia de Dartmouth, la primera conferencia dedicada a la IA. Presentación del primer programa de IA, el LT (Logic Theorist) escrito por Allen Newell, J. C. Shaw y Herbert Simon (Carneggie Mellon University) Probó teoremas de los Principia Mathematica de Russell y Whitehead, algunos de forma más elegante que los propios autores.15 Periodo clásico 1958 John McCarthy (MIT) desarrolla el lenguaje LISP, lenguaje con el que se desarrollan la mayoría de sistemas expertos. Y el emacs (Richard Stallman)16 Periodo de los sistemas basados conocimiento en 1959 Desarrollo del programa General Problem Solver (GPS) por Newell, Shaw y Simon 1963 Edward A. Feigenbaum y Julian Feldman Publicaron Computers and Thought, la primera colección de artículos de IA 1968 Marvin Minsky y Simon Papert publican Perceptrons17 Periodo de los sistemas basados en conocimiento Preocupación por la representación del conocimiento 1972 Alain Colmerauer desarrolla el lenguaje PROLOG 1975 Desarrollo del sistema de reglas de producción MYCIN por Ted Shortliffe en su tesis doctoral 1975 Marvin Minsky desarrolla los marcos como forma de representación del conocimiento18 Renacimiento del conexionismo 1986 Rumelhart,McClelland y el grupo PDP desarrollan el perceptrón multicapa y el algoritmo de aprendizaje por retropropagación del error (BP)19 Periodo contemporáneo Apuesta de la industria por las técnicas de IA Google: Image search: Yahoo: Mind set (text clasification) Microsoft: Web semántica Documentos relacionados
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