Inteligencia artificial-y-sistemas-expertos

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  • Es evidente que las computadoras que posean una inteligencia a nivel humano (o superior) tendrán repercusiones muy importantes en nuestra vida diaria.
  • El comportamiento de los programas no es descrito explícitamente por el algoritmo .
  • Inteligencia artificial-y-sistemas-expertos

    1. 1. Integrantes:Durán Henrry.Hernández Ricardo.Hernández Ofelia.Noda Yanett.
    2. 2. http://www.youtube.com/watch?v=3NKS3fx_-lQ
    3. 3. Historia Inteligencia Artificial Inicios 40’s 50’s 60’s 80’s Actualidad 70’s•McCulloch y Pitts•Primer modelo•de neurona Prueba de Turing •Entusiasmo inicial, grandes expectativas •Resolución general de problemas, imitación de las Sistema Costoso y demostraciones humanas con fallas •Exito Sistema experto •Japoneses quinta generación computadores
    4. 4. Inteligencia ArtificialPrueba de Turing Alan Turing (1912 – 1954)
    5. 5. Objeciones Prueba de Turing1. La teológica2. La conciencia3. Varias inhabilidades4. Lady love lace
    6. 6. Concepto IA“La inteligencia artificial es la ciencia que enfoca su estudio a lograr la comprensión de entidades inteligentes.” Wikipedia Es evidente que las computadoras que posean una inteligencia a nivel humano (o superior) tendrán repercusiones muy importantes en nuestra vida diaria.
    7. 7. Características de la IA• Uso de símbolos no matemáticos, aunque no es suficiente para distinguirlo completamente.• El comportamiento de los programas no es descrito explícitamente por el algoritmo.• El razonamiento basado en el conocimiento, implica que estos programas incorporan factores y relaciones del mundo real y del ámbito del conocimiento en que ellos operan• Aplicabilidad a datos y problemas mal estructurados
    8. 8. Objetivos de la IA• Desarrollar una máquina inteligente capaz de aprender a través de la experiencia• Hacer que las computadoras sean capaces de mostrar un comportamiento que sea considerado como inteligente por parte de un observador humano• Elevar el Coeficiente Intelectual de las máquinas (machine-IQ)• Desarrollar las capacidades de la computadora más allá de su uso tradicional actual
    9. 9. Objetivos de la IA ....el objetivo más importante es.... !Comprender y Construir Entidades Inteligentes!
    10. 10. Ramas de la IA Redes Neurales Procesamiento De Logaritmos Sistemas Genéricos Lenguaje Natural ExpertosSistema Agentes De Visión IA Inteligentes Lógica Robótica Difusa Sistemas De Aprendizaje
    11. 11. Robótica“La robótica es una rama de latecnología, que estudia eldiseño y construcción demáquinas capaces dedesempeñar tareas repetitivas,tareas en las que se necesitauna alta precisión, tareaspeligrosas para el ser humanoo tareas irrealizables sinintervención de una máquina.” robotica.wordpress.com
    12. 12. RobóticaClases de robots: MANIPULADORES MOVILES HUMANOIDES
    13. 13. RobóticaAplicaciones de la Robótica• Industria y Agricultura• Transporte• Entornos Peligrosos• Exploración• Salud• Servicios Personales• Entretenimiento• Aumento Humano
    14. 14. Crítica a la IAhttp://www.youtube.com/watch?v=sqS83f-NUww&f
    15. 15. Futuro de la IADesafíos técnicos:• Su facilidad de uso• La flexibilidad de la infraestructura computacional• La disponibilidad de herramientas de desarrollo cada vez más poderosas
    16. 16. Futuro de la IA ....el gran desafío es...... !Hombre y máquina interactúen juntos ya que necesitan uno del otro para solucionar eficazmente los problemas!
    17. 17. http://www.youtube.com/watch?v=kFgXEkzMq7A&NR=
    18. 18. IntroducciónDiariamente en cada una de las organizaciones, losempleados se enfrentan a la resolución de problemas.Para ello normalmente se encuentra una cantidad enormey muchas veces insuficiente de información para llevaresta tarea. El computador, por su concepciónconservadora de uso se ha convertido en un elementomás de la oficina no ayudando de manera significativa enla resolución de problemas decisorios a los cuales losejecutivos se enfrentan día a día.
    19. 19. IntroducciónLa aplicación de un sistema experto, permitirán a loscomputadores poder extraer de ellos su verdaderopotencial ya que con ello será posible resolver problemasoperacionales y comerciales difíciles e importantes.Un Sistema Experto (SE) se conoce de esta maneradebido a que los mismos pueden realizar en unadeterminada aplicación las mismas funciones de unapersona de amplia experiencia.
    20. 20. IntroducciónEsta tiene como ventaja que por ser un sistema completoy de alta capacidad, poder procesar de manerasimultánea y sin error gran cantidad de información en untiempo extremadamente corto comparado con suhomólogo humano.Dicho de otra manera, estos imitan las actividades de unhumano para la resolución de problemas. La capacidadde tomar decisiones en base a los conocimientosalmacenados distingue a un SE de otros programas.
    21. 21. IntroducciónEs altamente efectivo cuando las variables de trabajo aconsiderar son grandes y las decisiones a tomar por lavariaciones de las mismas sean muy sensibles por dichasfluctuaciones.La condición sine qua non para definir un verdadero SEes que posea procedimientos de autoaprendizaje,Capacidad predictiva (look ahead) y un algoritmo devuelta atrás ( back Propagation).
    22. 22. Historia de los SEAllan Mathison Turing (1950):Matemático, filósofo einformático Publica la obra“Inteligencia y funcionamientode las máquinas” Con ello diosu explicación acerca del puntoen el cual las máquinastendrían inteligencia.
    23. 23. Historia de los SEEn este mismo año, elmatemático estadounidenseNorbert Wiener desarrolla elprincipio de la retroalimentaciónLa teoría de laretroalimentación es basefundamental de los sistemas decontrol.
    24. 24. Historia de los SE1955- Allen Newell y Herbert Simon desarrollan la teoríade la lógica. Este estudio permitió desarrollar unprograma que exploraba la solución a un problemautilizando ramas y nudos, seleccionando únicamente lasramas que más parecían acercarse a la solución correctadel problema. Allen Newell Herbert Simon
    25. 25. Historia de los SE1956- Se celebra unaconferencia en Vermunt dondeJohn Mc Carthy propone el usodel término “InteligenciaArtificial” (I.A) para denominarel estudio del tema. John Mc Carthy.
    26. 26. Historia de los SE1957- Allen Newell y Herbert Simón crean un computadorprogramado que denominan el “ General Problem Solver”Este computador poseía un programa capaz desolucionar problemas de sentido común pero noproblemas del mundo real como, por ejemplo,diagnósticos médicos. El GPS utilizaba la teoría de laretroalimentación de Wiener..1958- McCarthy anuncia su nuevo desarrollo el lenguajeLISP (LISt Procesing), En esa época todos losdesarrolladores e investigadores inmersos en el estudiode IA utilizaron dicho lenguaje
    27. 27. Historia de los SE1963_ El gobierno de USA asigna al MIT un presupuestode 2.2 Millones de $ para la investigación en este campo.Siendo este el primer impulso de Estado alguno en eldesarrollo de este nuevo campo.1965 -1975_ Aparece el primer SE llamado Dendral, estefue diseñado para el estudio de sustancias químicas.1972_ La Universidad de Stanford desarrolla el segundoSistema Experto denominado MYCIN. Este sistemaexperto fue desarrollado para el diagnóstico deenfermedades infecciosas.
    28. 28. Historia de los SE1973 _ Se desarrolla el tercer sistema expertodenominado TIERESIAS. su propósito era el de servir deintérprete entre MYCIN y los especialistas que lomanejaban, a la hora introducir nuevos conocimientos ensu bases de datos. El especialista debía utilizar MYCIN deuna forma normal, y cuando este cometiera un error en undiagnóstico ,por falla de información en el árbol lógico dediagnóstico, TEIRESIAS corregiría dicho fallo destruyendola regla si es falsa o ampliándola si es eso lo que senecesita.Hasta este momento todos estos SE estaban en loslaboratorios sin salidas comerciales.
    29. 29. Código fuente.
    30. 30. Historia de los SEAños 80_los SE toman un auge vertiginoso. GE crea unSE para la reparación de locomotoras Diesel y EléctricasDe aquí surgen en esta décadas, empresas dedicadas ala fabricación de SE como Carnegie Group, TeknowledgeInc.,Lisp Machine Inc. , entre otros.
    31. 31. Ventajas de los SEBajo costo: A pesar de que el costo inicial de un SE eselevado, por la fácil duplicidad del mismo estos a la finalson económicos.Duplicidad: Como los SE son programas que al serinstalados en la computadora ejecutan una gama defunciones, estos pueden copiarse y llevar a otras.Rapidez: Un SE tiene la capacidad de procesar en untiempo mucho menor que un experto humano, de maneraprecisa, una amplia gama de información.
    32. 32. Ventajas de los SEPermanencia: Los SE no envejecen al igual que suhomólogo humano. Por tanto este no pierde facultadescon el paso del tiempo.Peligrosidad de ambiente: Un SE puede trabajar ensitios de alto riesgo y toxicidad que un humano no puedetolerar.
    33. 33. Desventajas de los SENecesidad de adiestramiento para su manejo.Necesidad de aprender el lenguaje de programación delmismo para poder usarlo adecuadamente. Este lenguajees extremadamente lógico y formal. Con un ser humanoesto no ocurre.Sentido Común : Para un SE nada es obvio, todo debetener una connotación estructural ya que si esto no seejecuta de esa forma, sencillamente la data de respuestano será la adecuada.Rígidez: Un SE es sumamente rígido a la hora de recibiruna información, debido a la estructura de suprogramación.
    34. 34. Necesidades de los SE en las organizacionesCapacidad para el manejo de altos volúmenes y flujo deinformación.Disminución de procesos burocráticos de las funciones delpersonal de la empresa.Aumento de la productividad.Hacer que el conocimiento sea más accesible para unamayor cantidad de usuarios.Que económicamente el conocimiento este al alcance demás usuarios.Lograr la trascendencia del conocimiento a través deltiempo sin importar la posible desaparición del expertohumano.
    35. 35. Consideraciones en la adquisición de SE en las organizacionesLa adquisición de nuevas tecnologías está íntimamenteasociados con altos costos de las inversiones a efectuar.Aún teniendo la tecnología más moderna, laautomatización puede ser ineficiente, por ende se deberealizar un análisis acerca de las verdaderas necesidadesde la organización con respecto a las diferentes opcionesexistentes en el mercado con la finalidad que esta seadapte mejor a sus funciones.
    36. 36. Etapas a cumplir para el desarrollo de SE dentro de una organización•Definición y análisis de los requerimientos del usuario.•Diseño del sistema (Software y Hardware) y de la basede datos.•Implantación y prueba de módulos.•Integración y prueba del sistema.•Operación y Mantenimiento.
    37. 37. Etapas a cumplir para el desarrollo de SE dentro de una organización
    38. 38. Mercado de los SEDisminución del coste de desarrollo de un SE
    39. 39. Técnicas de la IA
    40. 40. Tipos de SEExisten esencialmente dos tipos de SE, estos son:SE basados en reglas.SE basados en las probabilidades.
    41. 41. Tipos de SESE basados en reglas: Aquí el SE aplica reglasheurísticas apoyadas generalmente en lógica difusa parasu evaluación y aplicación. Estas reglas heurísticas sonsencillamente las capacidades de estos sistemas pararealizar de forma inmediata innovaciones positivas parasus fines.
    42. 42. Tipos de SESE basados en Probabilidades: Aplicando redesbayesianas, basadas en estadística y el teorema deBayes. Este es un modelo probabilistico multivariado querelaciona un conjunto de variables aleatorias mediante ungráfico dirigido que índica de manera explicita la influenciacausal.
    43. 43. Lenguajes de programaciónAl desarrollar S.E. la programación se centra en los temas deinferencia y búsqueda de las reglas Heurísticas. Estas sonreglas generales en forma de opiniones o reglas empíricas quesugieren procedimientos que se pueden seguir cuando noexisten disponibles reglas de procedimiento invariables. Estasson aproximadas y generalmente son el resultado del cúmulode conocimientos por el experto.
    44. 44. Lenguajes de programaciónLenguajes más apropiados:LISP: Lenguaje funcional, donde cada instrucción es unadescripción de la función.PROLOG: Lenguaje basado en la lógica, cada instrucción esuna expresión en una sintaxis de lógica formal.CLIPS: Lenguaje creado por la NASA para el desarrollo deSistemas Expertos en Computadoras Personales.
    45. 45. Características de los SELos SE poseen las siguientes características, en menor omayor grado:• Razonamiento guiado por las metas y encadenamientohacia atrás.• Manejo de incertidumbre. La habilidad del SE paratrabajar con reglas y datos.• Razonamiento guiado por los datos y encadenamientohacia adelante.
    46. 46. Características de los SE• Representación de datos. La forma en que los datosespecíficos a un problema, dado, son almacenados yaccesados por el SE.•Interfaz del usuario. La parte del SE que se usa para unainteracción más amigable con el usuario.• Explicación. La habilidad del SE para explicar susprocesos de razonamiento y su uso en el cómputo derecomendaciones.
    47. 47. Componentes estructurales Base de Base de hechos conocimiento Módulo de Motor de Módulo Adq. explicación inferencia De conocimiento Interface de usuarioExtraído de Una Introducción a los Sistemas Expertos de Carla SalazarSerrudo, 2003, pág. 6
    48. 48. Componentes estructurales• Básicamente se puede decir que los sistemas expertosestán formados por la base de conocimientos y por elmotor de inferencia, aunque generalmente se les añadenmás módulos para facilitar su uso y enriquecer sudesempeño.
    49. 49. Componentes estructurales• Motor de inferencia: es el intérprete del conocimientoalmacenado en la base de conocimientos. Sus tareasincluyen seleccionar, decidir y aplicar el conocimiento dela base de conocimientos sobre la base de hechos, con elfin de obtener la solución deseada. Sus funcionesprincipales son la inferencia y el control.• La base de conocimientos: contiene el conocimiento ylas heurísticas del dominio en el cual el programa escompetente y, en algunos sistemas, el conocimiento decontrol.
    50. 50. Componentes estructurales• La base de hechos: También llamada base temporal, almacena los datos recibidos de los usuarios sobre el problema particular que en un momento dado se intenta resolver y sobre el estado del sistema en cada instante.• La interfaz de usuario: facilita la comunicación entre el usuario y el sistema.1. Toda esta información, ya sea de entrada o de salida, pasa por la base de hechos.2. Acepta los datos del usuario, planteando preguntas, dando información y mostrando la conclusión final a la que ha arribado el sistema experto. Esta debe ser amigable con el usuario usando elementos gráficos, colores, etc.
    51. 51. Componentes estructurales• El módulo de explicación: Justifica el proceso derazonamiento que ha seguido el sistema experto parallegar a sus conclusiones. Los usuarios pueden hacerpreguntas del tipo: ¿por qué?, ¿cómo?, ¿qué pasa si? yéste módulo les proporcionará la respuesta adecuada.• El módulo de adquisición del conocimiento: Esteprograma permite a los expertos modificar la base deconocimientos, ya que esta cambia constantemente yrequiere actualizaciones. También sirve para corregirerrores.
    52. 52. Representación del conocimientoOtras limitaciones del sistema experto:• Problemas en representar el conocimiento de losexpertos humanos en la computadora por la diversidad derepresentación del conocimiento. Cada una de lasmaneras de representar el conocimiento, tiene susventajas y su elección dependerá del tipo de problema aresolver.A veces se usan las Representaciones Híbridas.Algunas técnicas usadas son: la lógica, reglas, redesasociativas, marcos y objetos.
    53. 53. Representación del conocimiento• La Lógica: Esta tiene dos utilidades: • La representación del conocimiento • El proceso de inferencia.• Las reglas: técnicas para representar el conocimiento.Adicionalmente, son excelentes para representar elconocimiento heurístico, su implementación es fácil, suentendimiento es rápido y pueden usar medidas deincertidumbre (Reglas Bayesianas, Factores de certeza y lógicadifusa).La fórmula general de la regla es la siguiente: SI < Condiciones> ENTONCES < Conclusiones o acciones >
    54. 54. Misión de los Sistemas expertos. El uso de SE dentro de cualquier organización, no sólobusca poder establecer un vínculo claro entre datos deentrada y respuestas para poder tomar decisiones quepermitan actuar, sino también poder hacer perdurable esteactivo y poderlo actualizar cada vez que el usuario así lorequiera. Con esto se garantiza la continuidad en elconocimiento.
    55. 55. Sistemas expertos de diagnósticos médicosEn la década de los 70, tres hechos incidieron positivamenteen el desarrollo de los programas de diagnóstico:• La aparición de los microordenadores,• La aplicación de técnicas interactivas que facilitaban el uso delas computadoras y• El desarrollo de técnicas de sistemas expertos.Durante esos años se construyeron los primeros sistemasexpertos en diagnóstico médico, entre ellos MYCIN, que fueronlos que dieron impulso y fama a la Inteligencia Artificial.
    56. 56. Sistemas expertos de diagnósticos médicosDesde el desarrollo de MYCIN hasta nuestros días, eldiagnóstico médico ha sido uno de los campos dondemayor número de sistemas expertos se han construido.Este hecho se debe principalmente a que la experienciaes fundamental para realizar diagnósticos correctos y aque los conocimientos en medicina son muy extensos y esfrecuente el uso de datos inciertos e incompletos. Ytambién porque a los médicos les resulta conveniente usarsistemas que expliquen y justifiquen sus resultados.
    57. 57. Ejemplos de sistemas expertos de diagnósticos médicos• CASNET, realiza el tratamiento del glaucoma. Posee unapotente base de datos, haciéndole portador de un elevadonivel de conocimiento reconocido por numerososespecialistas.• ELECTROCARDIGRAPH, desarrollado por HewlettPackard. Realiza la interpretación de electrocardiogramas.• INTERNIST, desarrollado por la Universidad de Pittsburgen 1977. Puede diagnosticar hasta 500 enfermedades queforman parte del área de la medicina interna.
    58. 58. Ejemplos de sistemas expertos de diagnósticos médicos• HELP, mediante sistemas automatizados se capturan losdatos del paciente (pulso, temperatura, pruebas delaboratorio y gabinete).• PIP (Present Illnes Program), desarrollado en el MIT en1976. Diagnostica enfermedades del riñón.• RHEUM, realiza el diagnóstico en reumatología.Desarrollado por Kingsland en 1983.
    59. 59. Ejemplos de sistemas expertos de diagnósticos médicos• TROPICAID, Su objetivo es cubrir las enfermedades máscomunes de los países en desarrollo: diarrea, parásitosintestinales, enfermedades de los ojos, enfermedades dela piel y enfermedades infecciosas.El sistema tiene tres puntos de entrada: diagnóstico,terapia y prescripción de drogas.
    60. 60. MYCINEs el más célebre de los sistemas expertos de la viejageneración. Fue desarrollado por Shortliffe y Buchanandurante los años 1973-76 en la Universidad de Standford.Su área de aplicación es el diagnóstico de enfermedadesbacterianas y su objetivo es determinar la presencia dealguna infección a partir de los datos del paciente; tambiénsugiere qué drogas son adecuadas para curar laenfermedad. El desempeño de MYCIN es muy bueno y esconsiderado superior al del experto humano en casostales como meningitis y enfermedades de la sangre.
    61. 61. MYCINFue el primer programa en el que aparecen juntas todaslas características que hoy definen a un sistema experto. ConsultaBase de Base de Explicación conocimiento hechos Conversación Adq. ConocimientoArquitectura de MYCIN. Extraído de Sistemas Expertos de Chatainy Dussauchoy, 1988, pág. 80.
    62. 62. Ejemplo de cómo se Ingresa la Información en MYCIN Ex per t o ¿ El paci en t e t iene dolor es ? Usu ar io Si Ex per t o ¿ El paci en t e t iene f iebr e ? Usu ar io Si ¿ El paci en t e t iene dolor es en la zon a Ex per t o cer vical? Usu ar io No ¿ El paci en t e t iene dolor es en la zon a Ex per t o abdom i n al ? Usu ar io Si Ex per t o ¿ El paci en t e ha sido oper ado an t es? Usu ar io Si Ex per t o I n dique t em per at ur a del pacien t e Usu ar io 4 0° Ex per t o I n dique pr esión ar t er ial del pacien t e Usu ar io 18 - 13 Ex per t o ¿ Que edad t iene el pacient e ? Usu ar io 30 Ex per t o I n dique peso Usu ar io 8 0 Kg Ex per t o El pacien t e t iene calcu l os bili ar es
    63. 63. Aplicaciones actualesVideo juegos:Telefonía Celular:Cajeros automáticos:Programas computacionales de uso general:
    64. 64. Solid Works ®
    65. 65. Fuentes consultadas• Breve Historia de la Inteligencia Artificial. En:http://biblioteca.itam.mx/estudios/estudio/estudio10/sec_16.html. [Consulta: 2008, 10 denoviembre].•"Inteligencia Artificial. Sistemas Expertos”. En:http://www.angelfire.com/ga3/xinter/ia/expertos.html. [Consulta: 2008, 28 de octubre].• Inteligencia Artificial. En: http://es.wikipedia.org/wiki/Inteligencia_Artificial. [Consulta:2008, 10 de noviembre].• Inteligencia Artificial. En: http://www.monografias.com/trabajos16/la-inteligencia-artificial/la-inteligencia-artificial.shtml. [Consulta: 2008, 10 de noviembre].• Introducción a la Inteligencia Artificial. En:http://www.cruzrojaguayas.org/inteligencia/Que%20es%20IA.htm. [Consulta: 2008, 10de noviembre].• La ciencia y el Hombre. Usos y aplicaciones de la Inteligencia Artificial. En:http://www.uv.mx/cienciahombre/revistae/vol17num3/articulos/inteligencia/index.htm.[Consulta: 2008, 10 de noviembre].
    66. 66. Fuentes consultadas•Mauricio Ordoñez. Inteligencia Artificial. En:http://www.tuobra.unam.mx/publicadas/020821090354.html. [Consulta: 2008, 10 denoviembre].•“Metodología de Programación I. Sistemas Expertos”. En:http://www.uv.mx/aguerra/teaching/pl-06/clase09.pdf. [Consulta: 2008, 28 de octubre].•“¿Que es un Sistema Experto?“. En:http://cibernetica.wordpress.com/2007/03/09/%C2%BFque-es-un-sistema-experto/.[Consulta: 2008, 20 de octubre].•Ricardo Colmenares. A.I. Inteligencia artificial Ciencia kubrickiana. En:http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Alumnos/al-12/al-12.htm.[Consulta: 2008, 31 de octubre].• “Una introducción a los sistemas Expertos”. En:http://www.fcyt.umss.edu.bo/docentes/269/publicacion/IntSE.pdf. . [Consulta: 2008, 20de octubre].Jairo Amaya Amaya, (2003)Sistemas de información, Universidad Santo Tomás,Colombia, 1ra ediciónHarmon Paul, KIng David,(1988) Sistemas Expertos, Ediciones Diaz de Santos. México1ra edición

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