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SISTEMAS INTELIGENTES EN HARDWARE Por: Santos Martín López Estrada PhD. Ciencias computacionales [email_address]
Contenido <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Inteligencia artificial </li></ul><ul><li>Aplicaciones en software </li><...
Introducción <ul><li>Sistemas inteligentes (SI) naturales </li></ul><ul><ul><li>Humanos y animales </li></ul></ul><ul><ul>...
Introducción <ul><li>Los SI artificiales </li></ul><ul><ul><li>Tratan progresivamente de emular las capacidades de los SI ...
Introducción <ul><li>Sistema natural </li></ul><ul><li>Modelo abstracto </li></ul><ul><li>Experiencia, conocimiento </li><...
Introducción <ul><li>Atributos </li></ul><ul><ul><li>Percepción </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Manipulación, integración e...
Inteligencia Artificial <ul><li>La aplicación de técnicas de Inteligencia artificial (AI) conducen a la elección de sistem...
Inteligencia Artificial <ul><ul><li>Lógica difusa </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Refleja la manera en que razonamos los hu...
Inteligencia Artificial <ul><ul><li>Fractales </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Asemejan la manera en que los sistemas vivien...
Inteligencia Artificial (áreas) <ul><li>Sistemas expertos </li></ul><ul><ul><li>Razonan con el conocimiento en un dominio ...
Inteligencia Artificial (áreas) <ul><li>Lenguaje natural </li></ul><ul><ul><li>El objetivo de esta área consiste en extrae...
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Aplicaciones en software <ul><li>CAS  (Computer Assisted Surgery Systems ) </li></ul><ul><ul><li>Crea un entorno o teatro ...
Aplicaciones en software <ul><li>IBM realizo pruebas con la asci purple, una supercomputadora que puede realizar 460 billo...
Aplicaciones en hardware <ul><li>Tradicionalmente los SI artificiales se desarrollan en computadoras de propósito general ...
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Aplicaciones en hardware <ul><li>Autos inteligentes </li></ul><ul><ul><li>Asistencia cooperativa </li></ul></ul>
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Aplicaciones en hardware <ul><li>Robots de exploración </li></ul><ul><ul><li>Reconocimiento y exploración de lugares donde...
Aplicaciones en hardware <ul><li>Robot de reconocimiento DOKI (Intelligent Earth) </li></ul><ul><ul><li>Sistemas con proce...
Aplicaciones en hardware <ul><li>Reconocimiento aéreo UAV (vehículos aéreos no tripulados) </li></ul><ul><ul><li>Realizan ...
Aplicaciones en hardware <ul><li>Ehécatl (Hydra technologies) </li></ul><ul><ul><li>Primer UAV Mexicano </li></ul></ul><ul...
Aplicaciones en hardware
Trabajo desarrollado <ul><li>Arquitecturas de sistemas inteligentes en FPGA para reconocimiento de patrones en señales de ...
Trabajo desarrollado <ul><li>Arquitecturas para filtrado inteligente en señales </li></ul>
CONCLUSIONES <ul><li>Las aplicaciones de sistemas inteligentes en tiempo real requieren de arquitecturas de computo eficie...
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  1. 1. SISTEMAS INTELIGENTES EN HARDWARE Por: Santos Martín López Estrada PhD. Ciencias computacionales [email_address]
  2. 2. Contenido <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Inteligencia artificial </li></ul><ul><li>Aplicaciones en software </li></ul><ul><li>Sistemas inteligentes en hardware </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>
  3. 3. Introducción <ul><li>Sistemas inteligentes (SI) naturales </li></ul><ul><ul><li>Humanos y animales </li></ul></ul><ul><ul><li>Tienen sus propios objetivos </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Satisfacer sus necesidades primarias </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Tienen sentidos y efectores </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Perciben y manipulan su entorno </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Aprenden de sus experiencias </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Almacenadas en memoria para adaptarse a situaciones cambiantes, mejorando su rendimiento y eficiencia </li></ul></ul></ul>
  4. 4. Introducción <ul><li>Los SI artificiales </li></ul><ul><ul><li>Tratan progresivamente de emular las capacidades de los SI naturales </li></ul></ul><ul><ul><li>Conjunto de algoritmos que tiene una entrada de información que realiza la función de los sentidos y aprenden que salidas producir (efectores), utilizando un conjunto de reglas (experiencias) almacenadas en su memoria </li></ul></ul>
  5. 5. Introducción <ul><li>Sistema natural </li></ul><ul><li>Modelo abstracto </li></ul><ul><li>Experiencia, conocimiento </li></ul><ul><li>Sistema artificial </li></ul>
  6. 6. Introducción <ul><li>Atributos </li></ul><ul><ul><li>Percepción </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Manipulación, integración e interpretación de datos de sensores </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Acción </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Coordinación, control y uso de sus capacidades para cumplir una tarea </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Razonamiento </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Deducción, inducción, analogías. Superar la incertidumbre </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Adaptación y aprendizaje </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Comportamiento adaptativo ante un ambiente cambiante para descubrir irregularidades y extender capacidades </li></ul></ul></ul>
  7. 7. Inteligencia Artificial <ul><li>La aplicación de técnicas de Inteligencia artificial (AI) conducen a la elección de sistemas de razonamiento cuyo comportamiento emula el de la mente humana: </li></ul><ul><ul><li>Redes neuronales </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Modelos basados en la forma en que el cerebro realiza reconocimiento, aprendizaje, y procesos de planeación </li></ul></ul></ul>
  8. 8. Inteligencia Artificial <ul><ul><li>Lógica difusa </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Refleja la manera en que razonamos los humanos con reglas aproximadas </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Algoritmos genéticos </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Aprovechan los conocimientos de la investigación genética, modelando los principios de Darwin de selección natural </li></ul></ul></ul>
  9. 9. Inteligencia Artificial <ul><ul><li>Fractales </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Asemejan la manera en que los sistemas vivientes repiten patrones mientras crecen </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Teoría del caos </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Simulaciones matemáticas de procesos que nunca son exactamente los mismos dos veces </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Autómatas celulares </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Modelan un universo de dos dimensiones de células vivientes y un conjunto simple de modos de interacción. </li></ul></ul></ul>
  10. 10. Inteligencia Artificial (áreas) <ul><li>Sistemas expertos </li></ul><ul><ul><li>Razonan con el conocimiento en un dominio limitado - los sistemas pueden aproximarse al razonamiento humano y a veces superarlo </li></ul></ul>
  11. 11. Inteligencia Artificial (áreas) <ul><li>Lenguaje natural </li></ul><ul><ul><li>El objetivo de esta área consiste en extraer tanta información como sea posible de un texto escrito </li></ul></ul><ul><ul><li>El problema inverso es la generación del lenguaje, es decir dotar a la computadora de capacidades para generar sentencias de lenguaje natural </li></ul></ul>
  12. 12. Inteligencia Artificial (áreas) <ul><li>Reconocimiento de patrones </li></ul><ul><ul><li>Agrupa técnicas de clasificación e identificación de subgrupos o conglomerados de características comunes en cada grupo </li></ul></ul>
  13. 13. Inteligencia Artificial (áreas) <ul><li>Visión </li></ul><ul><ul><li>Proporciona mecanismos de percepción que permite al sistema responder a su entorno de una manera inteligente y flexible </li></ul></ul>
  14. 14. Inteligencia Artificial (áreas) <ul><li>Robótica </li></ul><ul><ul><li>Los robots combinan elementos mecánicos, sensores, y computadoras que les permiten tratar con objetos reales y realizar tareas de forma precisa, rápida y cómoda. </li></ul></ul>
  15. 15. Inteligencia Artificial (áreas) <ul><li>Sistemas neuro-difusos </li></ul><ul><ul><li>Combinan las técnicas de redes neuronales y lógica difusa para dar solución a un mayor numero de problemas </li></ul></ul>
  16. 16. Aplicaciones en software <ul><li>XOLOTL (Laboratorio de Sistemas Inteligentes UNAM) </li></ul><ul><ul><li>Sistema integral de simulación vía Internet </li></ul></ul>
  17. 17. Aplicaciones en software <ul><li>DART (Dynamic Analysis and Replanning Tool) </li></ul><ul><ul><li>Herramienta de planeación logística </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>American Airlines, programa de reruteo de contingencias </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Agencia espacial europea, plantación del ensamblado de una nave espacial </li></ul></ul></ul>
  18. 18. Aplicaciones en software <ul><li>CAS (Computer Assisted Surgery Systems ) </li></ul><ul><ul><li>Crea un entorno o teatro de operaciones en cirujias (Paciente, cirujano, herramientas) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Intervenciones cardiacas, renales, etc. </li></ul></ul></ul>
  19. 19. Aplicaciones en software <ul><li>IBM realizo pruebas con la asci purple, una supercomputadora que puede realizar 460 billones de operaciones por segundo capacidad similar a la del cerebro humano </li></ul>
  20. 20. Aplicaciones en hardware <ul><li>Tradicionalmente los SI artificiales se desarrollan en computadoras de propósito general </li></ul><ul><li>Utilizan lenguajes que permiten manipular la información en diferentes niveles de abstracción </li></ul><ul><li>En algunas aplicaciones como robots autónomos, debido al reducido espacio disponible no es posible utilizar computadoras de propósito general con algún sistema operativo o interprete para sentencias de Inteligencia artificial </li></ul><ul><li>Una alternativa para dotar a estos sistemas de inteligencia artificial, es el uso de arquitecturas de hardware de propósito especifico embebidas en tales sistemas. </li></ul>
  21. 21. Aplicaciones en hardware <ul><li>Plataformas para diseño de arquitecturas </li></ul><ul><ul><li>PC </li></ul></ul><ul><ul><li>PLC (controlador logico programable) </li></ul></ul><ul><ul><li>Microcontrolador </li></ul></ul><ul><ul><li>DSP (procesador digital de señales) </li></ul></ul><ul><ul><li>FPGA (Arreglo de compuertas programables en campo) </li></ul></ul>
  22. 22. Aplicaciones en hardware <ul><li>Casas y edificios inteligentes </li></ul><ul><ul><li>(http://www.smartsystemstech.com) </li></ul></ul>
  23. 23. Aplicaciones en hardware <ul><li>Casas y edificios inteligentes </li></ul><ul><ul><li>Control automático de accesos y seguridad </li></ul></ul>
  24. 24. Aplicaciones en hardware <ul><li>Casas y edificios inteligentes </li></ul><ul><ul><li>Control automático de equipo eléctrico o vía telefónica </li></ul></ul>
  25. 25. Aplicaciones en hardware <ul><li>Casas y edificios inteligentes </li></ul><ul><ul><li>Control automática de iluminación exterior e interior </li></ul></ul>
  26. 26. Aplicaciones en hardware <ul><li>Los SI ofrecen un muchas posibilidades en seguridad vial </li></ul><ul><ul><li>El GPS permite ubicar el vehículo y que este realice un reconocimiento de la zona a transitar </li></ul></ul>
  27. 27. Aplicaciones en hardware <ul><li>Autos inteligentes </li></ul><ul><ul><li>Inspección de obstáculos en la vía e información de trafico </li></ul></ul>
  28. 28. Aplicaciones en hardware <ul><li>Autos inteligentes </li></ul><ul><ul><li>Asistencia cooperativa </li></ul></ul>
  29. 29. Aplicaciones en hardware <ul><li>Autos inteligentes </li></ul><ul><ul><li>E-call, transmisión de información relevante durante un accidente </li></ul></ul>
  30. 30. Aplicaciones en hardware <ul><li>Robots de exploración </li></ul><ul><ul><li>Reconocimiento y exploración de lugares donde no puede llegar el hombre </li></ul></ul>
  31. 31. Aplicaciones en hardware <ul><li>Robot de reconocimiento DOKI (Intelligent Earth) </li></ul><ul><ul><li>Sistemas con procesamiento de imágenes para reconocimiento de rostros en tiempo real </li></ul></ul>
  32. 32. Aplicaciones en hardware <ul><li>Reconocimiento aéreo UAV (vehículos aéreos no tripulados) </li></ul><ul><ul><li>Realizan maniobras de vuelo de manera autónoma durante operaciones de vigilancia </li></ul></ul>
  33. 33. Aplicaciones en hardware <ul><li>Ehécatl (Hydra technologies) </li></ul><ul><ul><li>Primer UAV Mexicano </li></ul></ul><ul><ul><li>Presentado en la Feria Internacional de Aeronáutica y espacio en Le Bourget Francia 2007 </li></ul></ul><ul><ul><li>Recibió el reconocimiento Al Aube al Contribuidor Sobresaliente, otorgado por la Asociación Internacional para Sistemas de Vehículos No Tripulados (AUVSI) </li></ul></ul>
  34. 34. Aplicaciones en hardware
  35. 35. Trabajo desarrollado <ul><li>Arquitecturas de sistemas inteligentes en FPGA para reconocimiento de patrones en señales de radar </li></ul>
  36. 36. Trabajo desarrollado <ul><li>Arquitecturas para filtrado inteligente en señales </li></ul>
  37. 37. CONCLUSIONES <ul><li>Las aplicaciones de sistemas inteligentes en tiempo real requieren de arquitecturas de computo eficientes y embebidas </li></ul><ul><li>Las computadoras personales de escritorio y laptops son solo un tipo de computadoras utilizadas para desarrollar sistemas inteligentes. </li></ul>
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