miércoles, 29 de abril de 2015

AGENTES INTELIGENTES


Fecha: 21 de Abril 2015

Tema: Agentes Inteligentes


INTRODUCCIÓN

El trabajo de un agente inteligente está constituido por muchos factores, donde su entorno y la naturaleza juegan un factor muy importante.
Es necesario saber cuál es el entorno que en él se desempeñara el agente, para que así sus actividades las efectué  de la mejor manera.


En el proceso de este contenido iremos conociendo algunos tipos de entornos el mismo en el que el agente interactúa , sus conocimientos  y cada una de las gestiones viables que este creará, pero no obstante tomando en cuenta la naturaleza del entorno en el que se desenvuelve.


MARCO TEÓRICO
AGENTE
Se considera a un agente cualquier cosa capaz de percibir su medio ambiente (con ayuda de sensores) y actuar en ese medio utilizando actuadores (es decir responde  por medio de las extremidades).  Ejemplo:
  •    Un agente humano tiene (ojos, oídos y otros órganos sensoriales además de las manos, piernas boca y otras partes del cuerpo para actuar).
  •      Un agente robots recibe (sensores electrónicos).

    Cada agente es capaz de percibir sus propias acciones, pero sin embargo no siempre sus efectos.
    En la siguiente  imagen se puede observan el funcionamiento de un agente. 
                                             Imagen 1. Interacción  de los Agentes

CARACTERÍSTICAS DE LOS AGENTES

Los Agentes se centran en aspectos fundamentales tales como:
  • Tener una  representación arbitraria del ambiente.
  • Poder Comunicarse
  • Conservar un conjunto de objetivos que gobiernen su comportamiento.


PERCEPCIONES
Los agentes reciben una percepción del medio en cualquier instante, es decir el comportamiento de un agente se da a través de las percepciones.
La función que describe el comportamiento de un agente se puede presentar en forma de tabla, aunque en la mayoría de los casos esta tabla sería muy grande (infinita a menos que se limite el tamaño de la secuencia de percepciones que se quiera considerar).La tabla representa la caracterización interna del agente.
Es indispensable esclarecer que la función del Agente se implementa por medio del programa del agente.

Función: Descripción matemática abstracta.
Programa: Es una ejecución completa que se efectúa sobre la arquitectura del agente.

BUEN COMPORTAMIENTO: EL CONCEPTO DE RACIONALIDAD
Un agente racional es aquel que hace lo correcto, es decir hacer lo correcto para un agente es de cierta manera obtener el mejor resultado posible, pero no obstante siempre debe cuidar de su integridad, si se encuentra en una situación muy difícil donde su vida corra peligro y su misión no se ha cumplido este debe pensar de forma racional, en este caso tomar una decisión que aparentemente es la mejor , sin embargo  no cumple en ese momento con su misión establecida pero salva su vida,  en este caso hace lo correcto.

RACIONALIDAD
La racionalidad en cierto tiempo depende de ciertos factores, que son los siguientes:
- La medida de rendimiento que define el criterio de éxito.
- El conocimiento del medio en el que habita acumulado por el agente.
- Las acciones que el agente puede llevar a cabo.
- La secuencia de percepciones del agente hasta este momento.
El agente debe al momento que piensa racionalmente debe precisar  el logro que se obtendrá al momento que se ejecute una trabajo, es importante tener muy presente el medio donde el agente se encuentra, hay que estar atento de todas aquellas acciones que el agente puede realizar y continuando con un análisis de las secuencia de percepciones que el agente ha obtenido hasta el momento, en base a estos factores importantes un agente puede pensar de manera racional.

LA NATURALEZA DEL ENTORNO
Se centran principalmente en el entorno de trabajo, que son los “problemas” y los agentes vienen siendo las “soluciones.”
El entorno en si ofrece muchas posibilidades de tal manera que este se relaciona con el programa del agente.

ESPECIFICACIÓN DEL ENTORNO DE TRABAJO
A las  medidas de rendimiento  junto con el entorno, los actuadores  y sensores del agente a esto lo denominamos lo que es un entorno de trabajo.
Un entorno de trabajo esta determinada por REAS (Rendimiento, Entorno, Actuadores, Sensores) ya que  lo primordial es especificar el entorno de trabajo.
Ejemplo de un Taxista.
Lo primero es preguntarse ¿Cuál es el entorno de trabajo que el taxista automático aspira para conducir?

Descripciones REAS del entorno de trabajo de un taxista automático.

La meta es que consiga llegar al destino deseado; deberá minimizar el consumo de combustible, que busque la ruta más corta para que llegue lo más rápido posible, es decir que minimice el tiempo de viaje y costo; también que minimice  las infracciones de tráfico y lo más importante deberá maximizar la seguridad del pasajero.

PROPIEDADES DE LOS ENTORNOS DE TRABAJO
Las técnicas de los entornos en la IA son muy amplia, no obstante se puede identificar cierto número de dimensiones en las que se desenvuelven aquellos entornos.
  • Totalmente Observable vs Parcialmente Observable

Es cuando el agente tiene la posibilidad de tener una visión completa de los aspectos  principales donde está trabajando. Y es Parcialmente observable cuando se cuenta  con baja existencias de sensores es decir no se puede observar en toda su totalidad. 
  • Determinista vs. Estocástico

Es decir  realiza una acción en base del siguiente estado, esto se refiere al estado actual más la acción que está realizando el agente, entonces definimos que el entorno es determinista, y en caso de estocástico este no puede suponer  lo que puede ocurrir en el trascurso de la actividad.
  • Episódico vs. Secuencial

La acción que va a realizar un agente no tiene ninguna relación con la que ha realizado posteriormente, es decir esta no depende de la otra. En cambio los entornos secuenciales que en si son secuencias de pasos, se tiene que tener cuidado ya que esta si están estrechamente relacionadas, porque la decisión que se tome en un momento determinado puede afectar a decisiones futuras.
  • Estático vs. Dinámico

Cuando las acciones que realiza el agente no cambian, entonces el medio es estático por ejemplo los crucigramas son estáticos. En cambio dinámico es lo contrario es cuando las acciones pueden ser diferentes.
Si el medio sigue igual con el paso del tiempo, pero sin embargo el rendimiento del agente cambia, entonces se considera el entorno como semidinámico. 
  • Discreto vs. Continuo

La forma en que se distingue entre discreto y continuo puede aplicarse al estado del medio, a la manera en la que se parece el tiempo, a las percepciones y trabajos del agente.
Un entorno con estados discretos posee un número finito de objetos, mientras que el continuo puede ser infinito.
  • Agente Individual vs. Multiagente

Un agente individual es aquel que realiza una acción sin ayuda de nadie es decir trabaja solo. 
Multiagente, este tiene la colaboración de varios agentes para realizar una acción. 

 CONCLUSIONES
Se concluye que un Agente es esencial en la Inteligencia Artificial, ya que por medio de él se puede efectuar un sistema y de esta forma observar cómo actúa de acuerdo a las percepciones tomadas del medio.
El aprendizaje en un agente racional es una de las funciones mentales más importante, ya que con la experiencia adquirida a través  del tiempo puede tomar  decisiones  correctas al momento de volver  hacer lo mismo.
Los agentes racionales no deben carecer de autonomía, porque deben ser capaces de formar decisiones sin alguna intervención  de sus diseñadores.

BIBLIOGRAFÍA

Gonzáles, J.2011.Agentes Inteligente.Inteligencia Artificial.Consultado (En línea).EC. Consultado, 25 de Abril .2015.Formato PDF.Disponible en http://colombiainternacional.unidades.edu.com

 McBurney, P.2008. AgentLink III: A coordination Networks for Agent-Based Computing. (En línea). EC. Consultado, 25 de Abril. 2015. Disponible en http://dbs.cordis.lu/fepcgi

Russell, S., Norvig, P. 2008. Inteligencia Artificial Un Enfoque ModernoSegunda Edición. Pearson Education. España




sábado, 25 de abril de 2015

INTELIGENCIA ARTIFICIAL I


FECHA: 15 de Abril 2015
TEMA: Introducción a la Inteligencia Artificial


INTRODUCCIÓN

En el proceso de este contenido abordaremos diversos temas de IA como sus aperturas, también hablaremos del avance histórico  que ha tenido la Inteligencia Artificial y la manera como se supieron sobrellevar muchos de los problemas que han surgido a través de su desarrollo.
La Inteligencia Artificial tiene un amplio campo y por ende existen muchas maneras con que se la define. Se dice que la IA se centra en el estudio de máquinas que pueden percibir, razonar y actuar.

MARCO TEÓRICO

 ¿QUÉ ES LA INTELIGENCIA  ARTIFICIAL?

La inteligencia artificial es considera como un campo amplio de investigación que trata sin lugar a duda crear máquinas que se comporten de una manera inteligencia igual que el ser humano. Sus definiciones son diversas según los autores ya que la IA se ha convertido en una ciencia muy útil en nuestro diario vivir, en el siguiente gráfico  se mencionan algunas de ellas.

                                          Definiciones importantes   de varios autores sobre la IA

A partir de la interrogante que Alan Turing formulo: ¿Puede una máquina pensar? Desde entonces la posibilidad del intelecto artificial fue planteada.

PRUEBA DE TURING  
Podemos denominar como el padre de la Inteligencia Artificial  a Alan Turing el mismo que ideo en el año de 1950 la prueba Turing para demostrar la existencia de  inteligencia en una máquina , la misma que  fue creada para facilitar una ilustración operacional y satisfactoria de la Inteligencia Artificial (Russell, S y Norving, P. 2008.)
Para que el computador logre ser inteligente como el ser humano, tiene que poder contar con las siguientes capacidades.

Procesamiento del Lenguaje Natural: El computador deberá tener la capacidad de comunicarse en cualquier idioma.
Representación del conocimiento: Tendrá que poder almacenar lo que conoce o siente.
Aprendizaje Automático: Conseguirá adaptarse  a nuevos contextos.
Procesamiento del Lenguaje Natural: El computador deberá tener la capacidad de comunicarse en cualquier idioma.


La prueba de Turing se desarrolla como un desafío, la cual tenía como objetivo poder comprobar que la maquina era capaz de poder pensar igual que el ser humano, para llevar a cabo la prueba se eligieron dos habitaciones en una iba estar aislada  la  persona encargada de interrogar a los elementos, que estaban en otro cuarto constituidos por el computador y un  humano. La persona encargada de identificar quien era el humano y cuál era la maquina después de que se realizaron las preguntas correspondientes este no pudo diferenciarlos.

 FUNDAMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
A través de los años varias ciencias han aportado de muchas formas al avance que ha tenido la Inteligencia Artificial. A continuación se en listan algunas de ellas.



LA FILOSOFÍA (428 a.c. hasta la actualidad)
Aristóteles fue el primero en formular un conjunto preciso de leyes que gobernaban la parte racional de la inteligencia. El componente de mayor importancia en la Filosofía relacionada  con la mente es la dependencia que existe entre el conocimiento y la acción.
MATEMÁTICAS (Aprox. Desde 800 hasta la actualidad)
Las matemáticas han brindado su aporte a la IA a través de tres áreas importantes: La lógica, el Cálculo y la Probabilidad.
Esta ciencia al igual que las otras es de gran importancia porque ayuda a resolver problemas de cálculos pero además en la lógica y probabilidad, es decir esta capaz de solucionar problemas de cualquier tipo.
ECONOMÍA
A la Economía en la IA se considerada como una  parte fundamental en la toma de decisiones, ya que le permite al ser humano aprender a tomar decisión correcta  en el futuro y de esta manera obtenga mejores beneficios.
NEUROCIENCIA
La Neurociencia es el Estudio del sistema neurológico y en especial del cerebro.
Se han hecho muchas investigaciones sobre esta ciencia en el que se ha concluido que está directamente relacionada con la manera que funciona el cerebro humano.


 HISTORIA DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

GÉNESIS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (1943-1955)
Los  autores Warren  McCulloch y Walter Pitts fueron quienes realizaron  el primer trabajo en la Inteligencia Artificial en el año 1943, a pesar de que la inteligencia artificial surgiría años más tarde.
McCulloch y Pitts  Partieron de tres fuentes básicas: 


Conjuntamente propusieron un modelo establecido  por neuronas artificiales, las cuales se identificaban por estar activadas o desactivadas, cuando su estado era activo se daba como respuesta a la estimulación que venía desde neuronas vecinas, también demostraron que los conectores lógicos se podrían implementar utilizando estructuras de red sencillas.
En el año 1949 Donald Hebb propuso y manifestó una regla de actualización para modificar las intensidades de las conexiones entre neuronas, ahora llamada “Aprendizaje Hebbiono o Hebb”.

En 1951 Marvin Minsky y Dean Edmonds, estudiantes graduados en el Departamento de Matemáticas de Princeton construyeron el primer computador a partir de una red neuronal, se le dio el nombre SNARC requería de 3000 válvulas de vacío y un mecanismo de piloto automático sacado de un avión bombardero, la cual el computador representaba una red neuronal  con 40 neuronas interconectadas.
Marvin Minsky experimentó teoremas que mostraron ciertas limitaciones de la investigación con las redes neuronales.
Existen muchos trabajos iniciales que se podemos caracterizar como de Inteligencia Artificial , pero sin embargo fue Alan Turing en el año 1950 quien artículo primero una visión de la IA en su artículo Computing Machinery and Intelligence , en este artículo incluyo la prueba de Turing , el aprendizaje automático , los algoritmos genéricos y por último el aprendizaje por refuerzo.


NACIMIENTO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (1956)
John McCarthy fue estudiante de Princeton  antes de que se graduara  se trasladó al Dartmouth College, MacCarthy le propuso a Minsky, Claude Shannon y Nathaniel Rochester que le ayudaran a realizar investigaciones acerca de  la teoría de los autómatas, redes neuronales y sobre el estudio de la inteligencia.
En el verano de 1956, posteriormente organizaron un taller cuya duración era de 2 meses en Darmouth,  en donde solo 10 personas asistieron. Pero sin embargo este taller no tuvo ningún avance considerable, luego del programa de razonamiento  Teórico Lógico (TL). En el proceso de veinte años, el taller estuvo sujeto por MIT, CMU, Stanford e IBM quienes eran estudiantes y colegas, figuras importantes de este campo.
Lo último que se dio en el taller fue darle el nuevo nombre a la ciencia Inteligencia Artificial por McCarthy. La Racionalidad Computacional hubiese sido factible pero sin embargo IA se ha mantenido desde entonces.
La Inteligencia Artificial (IA) busca la construcción de máquinas que se desempeñen automáticamente en los medios complicados y variables. 


ENTUSIASMO INICIAL, GRANDES ESPERANZAS (1952-1969)
Para la Inteligencia Artificial sus primeros años fueron de grades éxitos pero a pesar de esto  tuvieron algunas  limitaciones con las computadoras ya que apenas salían al mercado y lo único que podían realizar eran trabajos aritméticos. Algunos científicos pensaban que una maquina jamás podría hacer tareas, sin embargo los investigadores demostraron que si era posible ya que se pudo  realizar una tarea tras otra.


UNA DOSIS DE REALIDAD (1966-1973)
Lo que se esperaba de la IA era un gran existo, por eso desde el principio se la hizo pública sin ningún temor y en 1957 Herbert Simon expreso lo siguiente.
Sin afán de sorprenderlos y dejarlos atónitos, pero la forma más sencilla que tengo de resumirlo es diciéndoles que actualmente en el mundo existen maquinas capaces de pensar, aprender y crear. Además, su aptitud para hacer lo anterior aumentara rápidamente hasta que (en un futuro previsible) la magnitud de problemas que serán capaces de resolver ira a la par que la capacidad de la mente humana para hacer lo mismo.
Los programas que fueron creados en un principios solo solucionaban problemas muy básicos. El traductor fue un problema que tuvo muchos inconvenientes ya que cuando se quiso traducir de ruso al inglés se obtuvo lo siguiente:



Esto no era lo que se esperaba y por este problema el gobierno quito la ayuda económica para la seguir con esta investigación quedando olvidado por algunos años.
SISTEMAS BASADOS EN EL CONOCIMIENTO: CLAVE DEL PODER? (1969-1979)

Se buscaban mecanismos que ayudaran a resolver problemas más complejos ya que solo se entrelazaban racionamientos básicos.

APORTE: ROBOTS QUE JUEGAN AL FÚTBOL


México está a punto de ser el centro de atención por “ROBOCUP”, Campeonato Mundial de Futbol de robot, que se viene realizando cada año desde 1997. Cuyo objetivo principal es de poder promover la investigación en IA y la robótica.
En este mes México recibirá jugadores que llegan de todo el mundo con la única diferencia de que esta vez no son de carne y hueso son jugadores de plástico y metal. Es la  primera vez en el que un país  latinoamericano tendrá el honor de jugar un campeonato <<ROBOCUP>>, el mismo que se celebrara el 18- 24 de Junio en el World Trade Center de la Ciudad de México, en los que participan 40 equipos pertenecientes de distintos países.
Estos equipos están asociados a diversas universidades, los mismos que son integrados por las personas que investigan y desarrollan Hardware, algoritmos de juego, robots.
Si bien para cualquiera esto solo da a entender que es solamente un  juego, pero sin embargo no lo es.
Es una actividad con gran importancia ya que conlleva al avance de la robótica, porque si se lo ve de esta manera el futbol atrae la atención de muchas personas que por ende atrae a los anunciantes e inversionistas. 

Jugar futbol no es tan fácil como parece, mucho menos para un robot, ya que este debe poseer habilidades muy útiles.
Los avances en robótica futbolística  son aplicables en diferentes tareas que requieren movimientos coordinados, colaboración y estrategia en un universo complejo y versátil  como es el caso de acciones de rescate y labores domésticas.

CONCLUSIONES

 La IA abarca muchas cosas de las que creíamos ,en los últimos años se ha visto cómo ha ido evolucionando de una forma increíble la IA , de tal manera que sin darnos cuenta  han invadido nuestro día a día, los avances van desde los coches autónomos, sistemas de reconocimiento facial, aviones de combate sin piloto entre otros. En el área de la medicina también ha conseguido importantes logros.
Las contribuciones que han brindado las diferentes ciencias a la IA han sido de mucha importancia, ya que han mejorado el aspecto de la Inteligencia Artificial.

El avance de la Inteligencia Artificial (IA) estuvo rodeada de autores, medios y muchos sucesos que formaron parte de la historia de la IA. Lo relevante de esta ciencia fue el pasar por muchas pruebas que conllevaron al desarrollo de este campo.

BIBLIOGRAFÍA

Barber, F .2009.Inteligencia Artificial .Revista Iberoamericana de Inteligencia Artificial, Vol .7,Nº 20,2009.Disponible en: http://www.redalyc.org/art

Pérez, L. 2011.Robots que juegan al Futbol .Revista de Divulgación de la Ciencia de la UNEAM, Vol.5,Nº10,2011. Disponible en http://www.comoves.unam/articulo/163/robots-que-juegan-al-futbol

Russell, S., Norvig, P. 2008. Inteligencia Artificial Un Enfoque Moderno. Segunda Edición. Pearson Education. España

Teahan, W. 2010. Artificial Intelligence – Agents and Environments. (En Línea).  EC. Consultado, 7 de Abril del 2015. Formato PDF. Disponible en http:/www.bookboon.com



viernes, 24 de abril de 2015

SILABO DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL I




ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA AGROPECUARIA DE 
MANABÍ MANUEL FÉLIX LÓPEZ 

CARRERA DE INFORMÁTICA

SÍLABO DEL CURSO 

INTELIGENCIA ARTIFICIAL I (CIENCIAS PROFESIONALIZANTES) PERIODO SEMESTRAL: Abril 2015 / Agosto 2015 

1.  CÓDIGO Y NÚMERO DE CRÉDITOS:CÓDIGO: II0601
     NÚMERO DE CRÉDITOS: 4 créditos (3 TEORÍA + 1 PRÁCTICA).
     SEMESTRE: Sexto.             PARALELO: A

 2. DESCRIPCIÓN DEL CURSO.

Es una materia que permite al estudiante adquirir conocimientos sobre los fundamentos de la Inteligencia Artificial, así como la aplicabilidad de las Redes Neuronales Artificiales (RNA) en la Resolución de problemas mediante la utilización de agentes inteligentes.

3. PRE-REQUISITOS Y CO-REQUISITOS:

PRE-REQUISITO: II0502 INVESTIGACIÓN OPERATIVA
CO-REQUISITO: Ninguno.  

4. TEXTO Y OTRAS REFERENCIAS REQUERIDAS PARA EL DICTADO DEL CURSO
TEXTO GUÍA:

Russell, S., Norvig, P. 2010. Artificial Intelligence A Modern Approach. Third Edition. Pearson Education.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

Nillson, N. 2010. The Quest for Artificial Intelligence. Segunda Edición. Stanford University.Estados Unidos

Isasi, Galvan. 2004. Redes de Neuronas Artificiales Un Enfoque Práctico. Madrid España.

Palacios, F. 2003. Redes Neuronales con GNU/Linux. GNU Free Documentation License. Chile.

5. OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO (RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE DEL CURSO)

Los estudiantes serán capaces de demostrar sus conocimientos del contenido de Inteligencia
Artificial I, través de los siguientes logros:

a. (C4) Identificar los aspectos fundamentales del amplio campo de la Inteligencia Artificial para tener una visión global de los orígenes y motivaciones de ésta área.

b. (C4) Distinguir el concepto de agentes inteligentes como aspecto central de la Inteligencia
Artificial.

c. (C4) Señalar las características de los algoritmos búsqueda informada y no informada para entender su funcionamiento.

d. (C3) Interpretar la estructura e importancia de las redes neuronales artificiales como herramienta para dar forma al funcionamiento del cerebro humano en agentes computacionales.

e. (C4) Diferenciar los modelos más importantes de redes neuronales artificiales enfocándose en sus características.

f. (C3) Utilizar los modelos de redes neuronales artificiales para la creación de agentes
estímulo-respuesta inteligente.

6. TÓPICOS O TEMAS CUBIERTOS

7. HORARIO DE CLASES. 
16 Semanas por el semestre, más una semana cultural, 4 clases por semana de 60 minutos cada una.

Martes: Dos horas de clases en el aula 303. (17h00 a 19h00)
Miércoles: Dos horas de clases en el aula 305. (20h15 a 22h15)

8. CONTRIBUCIÓN DEL CURSO EN LA FORMACIÓN DEL INGENIERO EN INFORMÁTICA


9. RELACIÓN DEL CURSO CON EL CRITERIO RESULTADO DE APRENDIZAJE.



10. EVALUACIÓN DEL CURSO.


11. RESPONSABLE DE LA ELABORACIÓN DEL SÍLABO Y FECHA DE              PRESENTACIÓN Y REVISIÓN: