1. historia de la inteligencia artificial

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Una breve historia acerca del inicio de la inteligencia artificial.

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1. historia de la inteligencia artificial

  1. 1. INTRODUCCION A LAINTELIGENCIA ARTIFICIAL √Antecedentes Históricos √Maquinas Multi-nivel y máquinas virtuales √ CibernéticaM. Ing. Norma Angélica Ochoa Ávila
  2. 2. Origen de la IA.La Inteligencia Artificial comenzó como el resultado de lainvestigación en psicología cognitiva y lógica matemática.Se ha enfocado sobre la explicación del trabajomental y construcción de algoritmos de solución aproblemas de propósito general. Punto de vista que favorecela abstracción y la generalidad.La Inteligencia Artificial es una combinación de la ciencia delcomputador, fisiología y filosofía, tan general y ampliocomo eso, es que reúne varios campos (robótica, sistemasexpertos, por ejemplo), todos los cuales tienen en común lacreación de máquinas que pueden "pensar".
  3. 3. Asignaturas en las que se basa: • Filosofía • Psicología • Ingeniería computacional • Lingüística • Lógica matemática
  4. 4. La idea de construir una máquina que pueda ejecutar tareas percibidas como requerimientos de inteligencia humana es un atractivo.Las tareas que han sido estudiadas desde este punto de vista incluyen juegos, traducción de idiomas, comprensión de idiomas, diagnóstico de fallas, robótica, suministro de asesoría experta en diversos temas
  5. 5. Que se desea ??1. Que actúen como humanos2. Que piensen como humanos3. Que actúen racionalmente4. Que piensen racionalmente
  6. 6. 1.- Actúen como humanos• Lenguaje natural• Representación del conocimiento• Autoaprendizaje de máquinas• Visión por computadora• Robótica3.- Actúen Racionalmente• Utilizan la lógica• Por medio de silogismos
  7. 7. 2.- Piensen como humanos• Introspección• Experimentos psicológicos• Resuelve problemas correctamente• Lo que importa es resolver no importa tanto como.4.- Piensen Racionalmente• Percibe y actúa• Infiere
  8. 8. TransiciónProcesamiento de datos procesamiento de conocimientoMétodos algorítmicos búsqueda inteligente datos conocimientos
  9. 9. Subcampos de la IA TECNICA DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL SISTEMAS SISTEMAS ROBÓTICA SISTEMASDE LENGUAJE RECONOCEDORES EXPERTOS NATURAL DE IMAGENES
  10. 10. ANTECEDENTES HISTÓRICOS El OrigenLos lenguajes y su Desarrollo Redes Neuronales Sistemas expertos
  11. 11. El Origen “moderno”• En 1843, Lady Ada Augusta Byron, patrocinadora de Charles Babbage planteó el asunto de si la máquina de Babbage podía "pensar".• Los primeros problemas que se trató de resolver fueron rompecabezas, juegos de ajedrez, traducción de textos a otro idioma.
  12. 12. • Durante la II Guerra Mundial Norbert Wiener y John Von Neumann establecieron los principios de la cibernética en relación con la realización de decisiones complejas y control de funciones en máquinas.• La teoría de la retroalimentación en mecanismos, como por ejemplo un termostato que regula la temperatura en una casa, tuvo mucha influencia. Esto aún no era propiamente Inteligencia Artificial. Se hizo mucho en traducciones (Andrew Booth y Warren Weaver), lo que sembró la semilla hacia el entendimiento del lenguaje natural.
  13. 13. Trabajos teóricos fundamentales fueron el desarrollo de algoritmos matemáticos por Warren McCullock y Walter Pitts, en 1943, necesarios para posibilitar el trabajo de clasificación, o funcionamiento en sentido general, de una red neuronal.En 1949 Donald Hebb desarrolló un algoritmo de aprendizaje para dichas redes neuronales creando, en conjunto con los trabajos de McCullock y Pitts, estas investigaciones dieron paso al razonamiento simbólico basado en reglas de producción, lo que se conoce como sistemas expertos.
  14. 14. En 1956, con la ahora famosa conferencia deDartmouth, organizada por John McCarthy yen la cual se utilizó el nombre de inteligenciaartificial para este nuevo campo, se separó laInteligencia Artificial de la ciencia delcomputador, como tal.Se estableció como conclusión fundamentalla posibilidad de simular inteligenciahumana en una máquina.
  15. 15. El lenguaje.En el año 1955 Herbert Simon, el físico Allen Newell y J.C.Shaw, programador de la RAND Corp. y compañero deNewell, desarrolla el primer lenguaje de programaciónorientado a la resolución de problemas de la InteligenciaArtificial, el IPL-11.Un año más tarde estos tres científicos desarrollan el primerprograma de Inteligencia Artificial al que llamaron LogicTheorist, el cual era capaz de demostrar teoremasmatemáticos, representando cada problema como unmodelo de árbol, en el que se seguían ramas en busca dela solución correcta, que resultó crucial. Este programademostró 38 de los 52 teoremas del segundo capítulo dePrincipia Mathematica de Russel y Whitehead..
  16. 16. • En 1957 Newell y Simon continúan su trabajo con el desarrollo del General Problems Solver (GPS). GPS era un sistema orientado a la resolución de problemas; a diferencia del Logic Theorist, el cual se orientó a la demostración de teoremas matemáticos, GPS no estaba programado para resolver problemas de un determinado tipo, razón a la cual debe su nombre. Resuelve una gran cantidad de problemas de sentido común, como una extensión del principio de retroalimentación de Wiener
  17. 17. Diversos centros de investigación seestablecieron, entre los más relevantes están,la Universidad Carnegie Mellon, elMassachusetts Institute of Technologie (MIT),encabezado por Marvin Minsky, la Universidadde Standford e IBM. Los temas fundamentaleseran el desarrollo de heurísticas y elaprendizaje de máquinas.En 1957 McCarthy desarrolló el lenguajeLISP. La IBM contrató un equipo para lainvestigación en esa área y el gobierno deUSA aportó dinero al MIT también parainvestigación en 1963.
  18. 18. • A finales de los años 50 y comienzos de la década del 60 se desarrolla un programa orientado a la lectura de oraciones en inglés y la extracción de conclusiones a partir de su interpretación, al cual su autor, Robert K. Lindsay, denomina "Sad Sam".• Este podía leer oraciones del tipo "Jim es hermano de John" y "La madre de Jim es Mary", a partir de ella el sistema concluía que Mary debía ser también la madre de John.• Este sistema representó un enorme paso de avance en la simulación de inteligencia humana por una máquina, pues era capaz de tomar una pieza de información, interpretarla, relacionarla con información anteriormente almacenada, analizarla y sacar conclusiones lógicas.
  19. 19. Los primeros Logros.Un resultado importante en este trabajo lo constituyeel "mundo de micro-bloques", en el cual unrobot era capaz de percibir un conjunto de bloquessobre una mesa, moverlos y apilarlos; el éxito sedebió a los investigadores Larry Roberts, GeraldSussman, Adolfo Guzman, Max Clowes, DavidHuffman, David Waltz, Patrick Winston, y BertholdHorn.Posteriormente se obtuvieron resultados importantesentre ellos el de mayor resonancia fue el sistemaSCHRDLU de Terry Winograd, pues permitíainterrogar y dar órdenes a un robot que se movíadentro de un mundo de bloques.
  20. 20. Neuronas…En los primeros años de la década del 60 Frank Rosemblattdesarrolla, en la Universidad de Cornell, un modelo de la mentehumana a través de una red neuronal y produce un primer resultadoal cual llama perceptrón.Este sistema era una extensión del modelo matemático concebidopor McCullock y Pitts para las neuronas, y funcionaba basándose enel principio de "disparar" o activar neuronas a partir de un valor deentrada el cual modifica un peso asociado a la neurona, si el pesoresultante sobrepasa un cierto umbral la neurona se dispara y pasala señal a aquellas con las que está conectada. Al final, en la últimacapa de neuronas, aquellas que se activen definirán un patrón elcual sirve para clasificar la entrada inicial.Este trabajo constituye la base de las redes neuronales de hoy endía, sin embargo a raíz de su desarrollo sufrió fuertes críticas porparte de Marvin Minsky y Seymour Papert lo cual provocó que lamayoría de los investigadores interesados en el tema loabandonarán, y este no se retomara hasta los años 80.
  21. 21. Nace los sistemas Expertos.En 1965-70, comenzaron a aparecer los programas expertos,que predicen la probabilidad de una solución bajo un set decondiciones, entre esos proyectos estuvo: DENDRAL, queasistía a químicos en estructuras químicas complejaseuclidianas; MACSYMA, producto que asistía a ingenieros ycientíficos en la solución de ecuaciones matemáticascomplejas, etc.En la década 1970-80, creció el uso de sistemas expertos,muchas veces diseñados para aplicaciones médicas y paraproblemas realmente muy complejos como MYCIN, queasistió a médicos en el diagnóstico y tratamiento deinfecciones en la sangre. Otros son: R1/XCON, PIP, ABEL,CASNET, PUFF, INTERNIST/CADUCEUS, etc. Algunospermanecen hasta hoy.
  22. 22. MAQUINAS MULTINIVELMÁQUINAS VIRTUALES Traductores Maquinas virtuales Maquinas Multi-nivel Cada nivel de la máquina
  23. 23. Traductores• Utilizar lenguaje máquina es difícil y tedioso.• Solución: • sea L1 el lenguaje máquina • y L2 un lenguaje más fácil de utilizarPrograma en Programa en Compilación Interpretación L2 L1 (Compilador) (Interprete)
  24. 24. Máquinas VirtualesLas Maquinas Virtuales constituyen un medio paraproporcionar a un ambiente de un sistema operativo, laposibilidad de ejecutar software que estádisponible en otra plataforma.El diccionario define a la palabra Virtual como ``Que puede realizar un acto, aunque no lo produzca.Si tomamos en cuenta esta definición de virtual, podemospensar en una máquina virtual como ``una máquina que escapaz de realizar una operación, aunque no la produzca.Esta definición se presenta ambigua por la presencia de lapalabra "aunque", ya que implica que la máquina por símisma puede realizar, o no, una operación directamente.
  25. 25. Por tanto se define una Máquina Virtual(MV) como ``un sistema de software queofrece una copia exacta del hardwaresobre el cual, la MV, se está ejecutando.La parte fundamental de una máquina virtualse conoce como Monitor de Máquina Virtual(MMV), corre a nivel de hardware y seencarga de manejar los recursos del sistemapara exportarlos a la MV.Es decir, el MMV se encarga de preparar elcontexto de ejecución de la MV, y de manejarlos errores y excepciones que genere la MV.
  26. 26. Máquinas Multi-nivel• Se puede imaginar así la existencia de una máquina virtual cuyo lenguaje máquina sea L2 (tenemos un compilador o intérprete a L1, y nos podemos olvidar de la máquina que trabaja con L1).• L2 no debe diferir mucho de L1 para que la traducción sea práctica, pero para que nosotros entendamos L2 sí que debe de haber bastante diferencia.• Por tanto, lo que se puede hacer es crear L3, L4, ..., cada uno más fácil de utilizar. A cada nivel le corresponde una máquina virtual (M1, M2, ..., Mn).• Cada programador humano sólo necesita conocer un lenguaje (por ejemplo, el L3), y puede olvidarse de los niveles inferiores (L1 y L2 en este caso).
  27. 27. Máquinas Multi-nivel Actuales•La mayoría de las máquinas nivel 5 Lenguajes de alto nivelactuales constan de seisniveles, que son Traducción (compilador) nivel 4 Lenguaje ensamblador•Los niveles son una Traducción(ensamblador)abstracción. Quien trabaja en un nivel 3 Sistema operativonivel no tiene que preocuparsede los inferiores. Interpretación (sistema operativo) nivel 2 Máquina convencional•Cada nivel es soportado por un Interpretación (microprograma)programa. Por ejemplo, para elnivel cinco, el compilador. nivel 1 Microprogramación Ejecutados directamente•Los microprogramas son nivel 0directamente ejecutados por el Lógica digitalhardware.
  28. 28. nivel 5 Lenguajes de alto nivel Traducción (compilador)nivel 4 Lenguaje ensamblador Traducción(ensamblador)nivel 3 Sistema operativo Interpretación (sistema operativo)nivel 2 Máquina convencional Interpretación (microprograma)nivel 1 Microprogramación Ejecutados directamentenivel 0 Lógica digital
  29. 29. Niveles•Nivel cero: nivel de lógica digital. Es el hardware de la máquina. Habría aún un nivel inferior, el nivel de dispositivo. En este nivel se estudian: las puertas lógicas, los circuitos integrados (SSI, MSI, LSI, VLSI), circuitos combinacionales, circuitos aritméticos, relojes, memorias, microprocesadores, buses, etc.•Nivel uno: nivel de microprogramación. Aquí existe un programa llamado microprograma, cuya función es interpretar las instrucciones del nivel dos. El microprograma es un intérprete, que pasa cada instrucción de lenguaje máquina a microinstrucciones, las cuáles son ejecutadas. En algunas máquinas no existe este nivel.
  30. 30. Niveles•Nivel dos: nivel de máquina convencional. Cada fabricante publica el “Manual de referencia del lenguaje máquina” para cada uno de sus computadores (dice las instrucciones de lenguaje máquina que éstos tienen). Las instrucciones del nivel de máquina las interpreta el microprograma. En las máquinas en las que no existe el nivel de microprogramación, sin embargo, las instrucciones del nivel de máquina son realizadas directamente por los circuitos electrónicos (el hardware, el nivel cero).•Nivel tres: nivel de sistema operativo. La mayoría de las instrucciones de este nivel se encuentran también en el nivel dos, pero, además, tienen un nuevo conjunto de instrucciones añadidas, así como una organización diferente de la memoria, posibilidad de ejecutar dos o más programas, etc. Las nuevas instrucciones las interpreta el sistema operativo, mientras que las que son idénticas a las del nivel dos las lleva a cabo el microprograma.
  31. 31. Niveles•Nivel cuatro: nivel del lenguaje ensamblador. Los niveles cuatro y superiores son utilizados por los programadores de aplicaciones, los niveles inferiores no están pensados para programar aplicaciones directamente en ellos, sino que están diseñados para ejecutar los intérpretes y traductores de los niveles superiores y son escritos por los programadores de sistemas. El ensamblador es un lenguaje de nivel tres, que lleva a cabo la traducción de un programa de nivel cuatro al nivel tres.
  32. 32. Niveles•Nivel cinco: nivel de lenguajes de alto nivel. Los lenguajes de alto nivel son más fáciles de usar que los niveles inferiores. Son utilizados por los programadores de aplicaciones. Los traductores de programas en lenguaje de alto nivel pueden ser compiladores o intérpretes.
  33. 33. CIBERNETICA Definición Biónica Robótica Cyborg
  34. 34. Cibernética.La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas decontrol y de comunicación en las personas y en las máquinas,estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismoscomunes. El nacimiento de la cibernética se estableció en elaño 1942, en la época de un congreso sobre la inhibicióncerebral celebrado en Nueva York, del cual surgió la idea de lafecundidad de un intercambio de conocimiento entre fisiólogosy técnicos en mecanismos de control.Cinco años más tarde, Norbert Wiener uno de los principalesfundadores de esta ciencia, propuso el nombre de cibernética,derivado de una palabra griega que puede traducirse comopiloto, timonel o regulador.
  35. 35. Por tanto la palabra cibernética podría significarciencia de los mandos. Estos mandos sonestructuras con elementos especialmenteelectrónicos y en correlación con los mecanismosque regulan la psicología de los seres vivientes y lossistemas sociales humanos, y a la vez que permitenla organización de máquinas capaces de reaccionary operar con más precisión y rapidez que los seresvivos, ofrecen posibilidades nuevas para penetrarmás exactamente las leyes que regulan la vidageneral y especialmente la del hombre en susaspectos psicológicos, económicos, sociales etc.
  36. 36. BiónicaLas perspectivas abiertas por la cibernética y lasíntesis realizada en la comparación de algunosresultados por la biología y la electrónica, han dadovida a una nueva disciplina, la biónica. La biónica esla ciencia que estudia los: principios de laorganización de los seres vivos para suaplicación a las necesidades técnicas. Unarealización especialmente interesante de la biónicaes la construcción de modelos de materia viva,particularmente de las moléculas proteicas y de losácidos nucleicos.
  37. 37. Robótica.La Robótica es la técnica que aplica la informática aldiseño y empleo de aparatos que, en substituciónde personas, realizan operaciones o trabajos, porlo general en instalaciones industriales.Se emplea en tareas peligrosas o para tareas querequieren una manipulación rápida y exacta. En losúltimos años, con los avances de la InteligenciaArtificial, se han desarrollado sistemas quedesarrollan tareas que requieren decisiones y auto-programación y se han incorporado sensores devisión y tacto artificial.
  38. 38. Cyborg.Nacido de la unión de la cibernética con la fisiología, sellamara "cyborg".Su constitución contendrá glándulas electrónicas y químicas,estimulados bioelectricos, el todo incluido en un organismocibernetizado.Sus padres, M.Clydes y N.Kline, abordan la ficción de unamanera concreta, considerando que el hombre en el espacio,para protegerse de las radiaciones, temperaturas excesivasy aceleraciones importantes, deberán cargar una escafandraenorme, hermética y emplomada, que le obliga a maniobrardelicadas y peligrosas para realizar el menor acto fisiológico;con riesgo, por lo demás, de transformar la escafandra enféretro. También, para evitar los múltiples inconvenientes, seexaminara la creación de este nuevo ser.

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