1. Xerrades-Taller 2009-2010
per alumnes de Batxillerat Científic-Tècnic
Facultat de Matemàtiques, UB
Intel∙ligència Artificial: L’última frontera?
Jordi Vitrià i Marca
Dept. de Matemàtica Aplicada i Anàlisi
Facultat de Matemàtiques

2. Tots tenim una idea inicial de què és la IA

3. A partir d’aquesta idea inicial explorarem la IA des de
p q p
diversos punts de vista:
• Què és i qui fa «Intel ligència Artificial»?
és i qui fa «Intel∙ligència Artificial»?
• La «Intel∙ligència» com a fenomen natural.
• Perquè diem que és l’última frontera?
Perquè diem que és l última frontera?
• On podem arribar?

4. Qui estudia aquest tema? Els informàtics!
El mite

5. Qui estudia aquest tema? Els informàtics!
La realitat

6. I que fan els informàtics quan investiguen?
Criptografia i
p g
seguretat
1. Què és computable?
Q p Software i Sistemes
Operatius
O i
2. P = NP? Jocs
3. Què és la informació?
3 Què és la informació?
Robots
4. Què és la intel∙ligència?
5. Com podem desenvolupar Internet
sistemes complexes?
sistemes complexes? Realitat Virtual
...

8. ICub

11. Tots aquests resultats són producte d’una àrea de recerca
molt àmplia anomenada «Intel∙ligència Artificial»,
molt àmplia anomenada «Intel ligència Artificial»
que no és només una pel∙lícula!

12. Però, què és la intel∙ligència? Quins són els seus
orígens? Per què és un problema dels informàtics?
orígens? Per què és un problema dels informàtics?

13. Al principi.... (fa més de 4.000.000.000 anys)
Els objectes inerts estan al món
però no l'habiten. Ni el pateixen. Ni
el frueixen. Només hi són.
el frueixen Només hi són
Qualsevol canvi en un entorn
és el resultat de les forces
és el resultat de les forces
físiques que hi actuen.

14. Però fa 3.800.000.000 anys...
Apareixen uns objectes especials (els éssers vius) que fan alguna
cosa més que ser‐hi...
q
Gràcies a disposar de dipòsits d’energia poden obtenir un cert grau
de llibertat respecte de les lleis físiques.
de llibertat respecte de les lleis físiques.
Alguns d’aquests éssers "descobreixen"que l'acció, la capacitat de
modificar el seu entorn immediat, té avantatges reproductius i de
modificar el seu entorn immediat té avantatges reproductius i de
supervivència.
HAN NASCUT ELS PRIMERS PROCESSADORS D’INFORMACIÓ!
HAN NASCUT ELS PRIMERS PROCESSADORS D’INFORMACIÓ!

15. Els ingredients de la intel∙ligència
Aquests éssers són capaços de seleccionar respostes
(accions) a estímuls externs (energia), i per fer‐ho
necessiten adquirir, processar i usar informació del seu
entorn i d’ells mateixos.
La percepció del
p p La seva capacitat
p
món és sempre d’acció és limitada i
limitada, pel que s’ha d’optimitzar
han de viure en una
han de viure en una
certa incertesa.
Mitjançant ALGORISMES
tanquen el cicle entre percepció i
acció, i d’això en diem cognició.

16. El desafiament
Qualsevol ésser, natural o artificial, que
Qualsevol ésser natural o artificial que
barregi adequadament aquests
ingredients i habiti un món complex ha
d h b ó l h
d’estar dotat d’intel∙ligència.

17. El termòstat no és un ésser intel∙ligent!
g
No viu en un món incert i per tant no en necessita!

18. Percepció de l’entorn
Cognició
Acció

19. El desafiament
És un problema antic!

20. Locomotion Super Vector Machines Pattern Recognition
Knowledge Representation
g p Speech Production
Speech Production
Planning
Pl i
Agents Robotics Action Machine Learning
Reasoning
R i Artificial Intelligence
Artificial Intelligence Perception
Constraints Satisfaction Cognition Speech Understanding
Case based Reasoning
Case‐based Reasoning Expert Systems
Expert Systems Computer Vision
Computer Vision
Face Processing Reinforcement Learning

21. Hi arribarem? Quan hi arribarem?
Hi ib ?Q hi ib ?
Depèn de dos factors complementaris:
• Resoldre el problema conceptual (ciència).
• Tenir els mitjans (tecnologia).

22. El creixement exponencial
Al principi, el ritme de desenvolupament tecnològic era molt lent,
extraordinàriament lent, i podien passar milers d’anys sense
revolucions tecnològiques importants.
100.000 anys van aparèixer les eines d’os i les eines
compostes,
compostes fet que es dona simultàniament a l’aparició de la
l aparició
capacitat de la parla.
13.000 anys l’espècie humana va adoptar en certs lloc del
planeta un nou estil de vida inèdit fins al moment: el
sedentarisme. A
d t i Aquest últi f t que va permetre l’
t últim fet, t l’acumulació
l ió
de béns, va ser cabdal per accelerar el ritme de
desenvolupament tecnològic
tecnològic.

23. El creixement exponencial
1950 l’ordinador: el
l ordinador: el
desenvolupament de la
tecnologia, ja estigui aplicada a
la producció industrial, al
transport, a la comunicació o a
la producció d aliments, ha estat
la producció d’aliments ha estat
dirigit per l’ús automatitzat de la
informació.
o ac ó

24. El creixement exponencial

25. El creixement exponencial
El 2020 tindrem artefactes amb una capacitat de càlcul de
20.000 bilions ( 2 amb 16 zeros) d’instruccions per segon.
Pel preu mateix preu, en Euros constants, que un ordinador
personal actual!

26. El creixement exponencial
Segons l’opinió de Ray Kurzweil, certament
arriscada per prendre‐la al peu de la lletra però
interessant des d’un punt de vista qualitatiu, això
equival a dir que els aparells electrònics construïts
pels humans tindran la mateixa capacitat de
càlcul que un cervell cap a l’any 2020,
i que cap al 2050 es podrà comprar per 800 Euros
un aparell amb la mateixa capacitat de càlcul que
tots els cervells humans del món.

27. El creixement exponencial
El creixement exponencial es dona també en altres
aspectes d l t
t de la tecnologia. P
l i Per exemple en l
l la
capacitat de memòria dels aparells electrònics.
La capacitat de memòria dels aparells electrònics de
consum s’està doblant anualment
s està anualment.
Si això es continua mantenint, a l’any 2020 podrem disposar
, y p p
d’aparells amb 10.000.000 de gigabytes. Per fer‐se una idea
del que això significa només cal dir que amb això n’hi hauria
prou per emmagatzemar tot el que una persona veu i sent
durant tota la seva vida.

28. El creixement exponencial no ho és tot....
Tot i l’espectacularitat d’aquests
nombres, cal no perdre de vista que
tant la capacitat de càlcul com la
memòria són només la base
tecnològica, el maquinari, sobre la
que fer nous artefactes, i que serà la
resolució del problema de la
intel∙ligència i l’ús d’aquests nous
artefactes el que dibuixarà el
nostre futur.

29. El futur es tria! ....

30. Què canviarà mig termini?
Més aparells connectats a la web. Llar intel∙ligent. Els
objectes es comunicaran entre ells
ells.
Comunicació més natural amb les màquines
màquines.
Màquines‐eina molt sofisticades
sofisticades.
Robots
Robots
• Microrobots que caminen, corren, neden, volen i s’arosseguen. Fins i tot microrobots que van per
dins de les nostres venes i poden dispensar medicaments quan ho creuen convenient!
• Robots autònoms que col∙laboraran en tasques de salvament, exploració o monitorització
d’àmplies
d’à l zones geogràfiques. Els robots enviats a Mart, i els que s’estan preparant ara mateix per
àf l b l ’
anar‐hi, en són un bon aperitiu.
• Robots amb mans que poden realitzar tasques complexes i delicades, com operar, construir
aparells electrònics o lligar el cordó d’una sabata. Les avies i els àvis del futur, nosaltres, en podem
ser uns grans usuaris!!
• Joguines robotitzades que reconeixen als nens i s’ajusten a les seves preferències i als seus estats
emocionals (que poden ser molt variables a segons quines edats!).

31. Què canviarà?
Simbiosi amb el nostre cos:
• Sistemes d’assistència cognitiva: la memòria, la visió, la
oïda, el tacte, etc. o per completar les nostres mancances
personals,
personals com per exemple un traductor en temps real
del català al japonès.
• Pròtesis intel ligents que directament connectades al
intel∙ligents,
cos i capaces de llegir directament els senyals fisiològics i
de reaccionar adequadament, substitueixen les funcions
q ,
d’algun òrgan o sensor danyat, com les pròtesis coclears
per l’oïda o les pròtesis visuals implantades al còrtex.
• Els membres robòtics, tant per substituir els membres
naturals que s’han perdut en un accident com per
augmentar aquells que potser per l’edat ja no tenen la
força, la coordinació o la precisió que haurien de tenir.

32. Què canviarà?
Qualsevol activitat humana és susceptible d’ésser
completada, assistida o augmentada amb un sistema
cognitiu artificial que sàpiga on és, que hi fa i com ho
pot fer.
Amb un sistema que pugui aprendre de l’experiència i que es
pugui adaptar a la idiosincràsia del seu usuari, i també
aprendre d l seus possibles errors. Q sigui racional, t t i
d dels ibl Que i i i l tot
que no sempre lògic. Que es pugui comunicar amb els altres
sistemes amb els que conviu i també amb els humans que
l’envolten. I fins i tot que pugui desenvolupar emocions!

33. El taller

34. El taller
Les formigues són animals relativament simples, però
realitzen comportament intel∙ligents que encara no
entenem del tot.
Nombre de neurones al cervell
Peix zebra: 10.000
Abelles: entre 850.000 i 1.500.000
Escarabats: 1.200.000
Mosca comú: 340.000
Formigues: entre 10.000 i 400.000
Formigues: entre 10 000 i 400 000
Ratolí: 4.000.000
Humans: 100.000.000.000
Humans: 100.000.000.000
Balenes: 200.000.000.000

35. El problema de la navegació de les formigues

36. El problema de la navegació de les formigues

37. El problema de la navegació de les formigues

38. Moltes gràcies per la vostre atenció!
Moltes gràcies per la vostre atenció!