Introducción a la INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA)

Ciclo: 2017 - I

Profesor: Yuri Ccoicca, M.Sc.

Curso: Inteligencia Artificial

Semana 1

Antecedentes

Yuri Ccoicca, M.Sc.

En los 50's los psicólogos y pedagogos se interesan en encontrarmétodos generales de solución de problemas con el objetivo de mejorarel proceso de aprendizaje.

– Mucha información no garantiza razonamientos correctos.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Antecedentes

Oficialmente se reconoce que el término «Inteligencia Artificial» se originóen la conferencia dada por 10 científicos en el Dartmouth College (Hanover,New Hampshire) en el verano de 1956, donde John McCarthy, entoncesprofesor asistente de matemáticas en Darmouth, lo acuñó.

Algunos de los participantes en esa conferencia han tenido posteriormenteuna gran influencia en la IA, como el propio John McCarty (creador delLenguaje LISP), Herbert Simon (Premio Nóbel 1984), Allen Newell (AmericanAssociation for Artificial Intelligence (A.A.A.I)), Nathaniel Rochester, ClaudeShannon (Laboratorios Bell) y Marvin Minsky (M.I.T.) entre otros.

John McCarty Herbert Simon Allen Newell Nathaniel Rochester Claude Shannon Marvin Minsky

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Antecedentes

• Los primeros estudios se realizaron con problemas de resolucióngeométrica, sin embargo, las limitaciones tecnológicas de la época tantoen hardware como el software, hicieron impráctica su implementación.

• A partir de 1956 se dieron las condiciones para el desarrollo del primerprograma demostrador de teoremas basado en lógica proposicional.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Antecedentes

Definiciones de Inteligencia

Artificial

Yuri Ccoicca, M.Sc.

The goal of AI is to develop machines that behave as though they were intelligent.

John McCarthy 1955

What is Artificial Intelligence?

Yuri Ccoicca, M.Sc.

http://www-formal.stanford.edu/jmc/whatisai/

Valentin Braitenberg(1926-2011)

Valentino Braitenberg (sometimes referred to asValentin; born 18. June 1926 in Bolzano, Italy; died9. September 2011 in Tübingen, Germany) was anItalian neuroscientist and cyberneticist. He wasformer director at the Max Planck Institute forBiological Cybernetics in Tübingen, Germany.

He was most famous for the book Vehicles:Experiments in Synthetic Psychology, in which hedescribed how hypothetical analog vehicles (acombination of sensors, actuators and theirinterconnections), though simple in design, canexhibit behaviors akin to aggression, love, foresightand optimism

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Un vehículo de Braitenberg y sus reacciones ante una fuente de luz.

Vehículos de Braitenberg

Yuri Ccoicca, M.Sc.

AI is the ability of digital computers or computercontrolled robots to solve problems that are normallyassociated with the higher intellectual processingcapabilities of humans .

Encyclopedia Britannica

What is Artificial Intelligence?

Yuri Ccoicca, M.Sc.

The art of creating machines that perform functions that require intelligence when performed by people.

Ray Kurzweil1990

http://www.kurzweilai.net/

What is Artificial Intelligence?

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Artificial Intelligence is the study of how to makecomputers do things at which, at the moment, peopleare better.

Elaine Rich1991

http://www.cs.utexas.edu/~ear/

What is Artificial Intelligence?

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Sistemas que piensan como los humanos

Modelamiento Cognitivo

Sistemas que piensan racionalmente

Leyes del Pensamiento

Sistemas que actúan como los humanos

Test de Turing

Sistemas que actúan racionalmente

Agentes Racionales

¿Qué es Inteligencia Artificial?

Algunas definiciones de IA, organizadas en cuatro categorías

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Pensamiento Humano

• El modelo es el funcionamiento de la mente humana.

• El método no sólo debe mostrar un comportamiento suficiente paraengañar a un juez humano, sino debe hacerlo de una manerademostrable, análoga a la cognición humana.

• Se requiere un matcheo detallado entre el comportamiento delcomputador y el tiempo para realizar mediciones detalladas desujetos humanos recogidos de los experimentos psicológicos.

• Influenciado por la Ciencia Cognitiva, la cual es el campointerdisciplinario (IA, la psicología, la lingüística, la filosofía, laantropología) que intenta formar teorías computacionales de lacognición humana.

¿Qué es Inteligencia Artificial?

Yuri Ccoicca, M.Sc.

• Formalizar el razonamiento "correcto" utilizando un modelomatemático (por ejemplo de razonamiento deductivo).

• Programa logicista: Conocimiento codificado en declaracioneslógicas formales y utilización de deducción matemática pararealizar razonamiento:

Problemas:

Formalizar conocimiento con sentido común es difícil. La inferencia deductiva general es computacionalmente

intratable.

Pensamiento Racional

¿Qué es Inteligencia Artificial?

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Acción Humana

• El modelo es el hombre; el objetivo es construir un sistema que pasepor humano.

• Si la respuesta de una computadora a una conversación textual sinrestricciones de lenguaje natural no puede distinguirse de la de un serhumano, entonces puede decirse que es inteligente.

• Premio Loebner: concurso anual de formato restringido del Test de Turing.

¿Qué es Inteligencia Artificial?

http://www.loebner.net/Prizef/loebner-prize.html

Yuri Ccoicca, M.Sc.

• Un agente es una entidad que percibe su entorno y es capaz de ejecutaracciones para cambiarlo.

• Los agentes tienen objetivos inherentes que quieren alcanzar (por ejemplo,sobrevivir, reproducirse).

• Un agente racional actúa de un modo que maximiza el logro de sus metas.

• Maximización verdadera de objetivos requiere omnisciencia y habilidadescomputacionales ilimitadas.

• Racionalidad limitada implica la maximización de metas dentro del cómputoy otros recursos disponibles.

Acción Racional

¿Qué es Inteligencia Artificial?

Algunas definiciones de IA, organizadas en cuatro categorías

Yuri Ccoicca, M.Sc.

¿Qué es Inteligencia Artificial?

Yuri Ccoicca, M.Sc.

El Misterio de la Consciencia

• Si identificamos el núcleo cognitivo de la consciencia (que noes el simple conocimiento de nuestra existencia), ¿podemosincorporarlo en una máquina?

• La mayoría de la religiones localizan la consciencia en un almaque sobrevive a la muerte del cuerpo.

• Woody Allen: “No quiero alcanzar la inmortalidad a través demi obra. Quiero alcanzarla no muriéndome”.

• Estas cuestiones, antes objeto solo de especulacionesteológicas, ahora son estudiadas por la neurociencia cognitiva.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Daniel C. Dennett

Es uno de los filósofos de la ciencia más destacados en el ámbito de las cienciascognitivas, especialmente en el estudio de la conciencia, intencionalidad,inteligencia artificial y de la memética.

http://www.amazon.com/DARWINS-DANGEROUS-IDEA-EVOLUTION-MEANINGS/dp/068482471X

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Problemas Fáciles y Difíciles

• David Chalmers trata el tema de la consciencia en términos de dos problemas:

– Problema Fácil: distinguir entre pensamiento consciente einconsciente (Freud):

• superficies que tenemos delante• planes para el día• sueños con ojos abierto durante las clases• control del latido del corazón• reglas que ordenan las palabras cuando hablamos• secuencias de contracciones musculares

– Problema Difícil: explicar cómo puede nacer la experiencia subjetivade la computación neuronal

Yuri Ccoicca, M.Sc.

El Cerebro como una Máquina

• La “hipótesis asombrosa” de Francis Crick:

– Nuestros pensamientos, sensaciones, alegrías, dolores consistenenteramente de actividad fisiológica en los tejidos del cerebro.

• La conciencia es un producto biológico natural, tan vacía de elementossobrenaturales como la digestión o la circulación de la sangre.

Francis Harry Compton Crick, OM, FRS (8 dejunio de 1916 - 28 de julio de 2004) fue un físico,biólogo molecular y neurocientífico británico,conocido sobre todo por ser uno de los dosdescubridores de la estructura molecular del ADNen 1953, junto con James D. Watson.

Acerca de la

INTELIGENCIA

ARTIFICIAL

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Objetivos de la Inteligencia Artificial

Científico:

Comprender que es inteligencia y explicar los diversostipos de inteligencia.

Ingenieril:

Desarrollar aplicaciones de inteligencia artificial (resolverproblemas con agentes inteligentes)

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Inteligencia Artificial

Filosofía(Epistemología, Mente) Matemáticas

e Estadistica

Neurociencia

Ciencias de la Computación

Lingüística

Relación de la Inteligencia Artificialcon otras disciplinas

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Psicología Cognitiva

El ancho de las barras indica la prevalencia del uso del método

Historia de las diversas áreas de la Inteligencia Artificial

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Algunas soluciones ofrecidas

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

http://www.alanturing.net/turing_archive/

Alan Turing

• Alan Turing es considerado el padre de la InteligenciaArtificial. Siendo el autor del concepto decomputadora, predijo que la máquina podría llegar aadquirir una capacidad comparable con lainteligencia humana.

• En el año 1950 propuso el Test de Turing o tambiénllamado el «juego de imitación», para examinar elnivel de inteligencia de una máquina.

Alan Turing

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Alan Turing

Yuri Ccoicca, M.Sc.

El test de Turing es una prueba propuesta por Alan Turing para demostrar la existencia de inteligencia en una máquina.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Test de Turing:

La Prueba consiste en que una persona (juez) ha de mantener unaconversación (por medio de un interfaz y un teclado) con el sistema deIA (una máquina) y con un humano. Si el juez no es capaz de descubrircuál de los dos participantes es el ordenador, se puede considerar queel sistema posee una inteligencia comparable a la humana. Todavíaninguna máquina puede pasar este examen en una experiencia conmétodo científico.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Test de Turing:

P: Por favor, redacte un soneto sobre el tema del Fuerte Bridge

R: No me incluya. Nunca pude escribir poesía.

P: Sume 34957 y 70764

R: (Pausa de 30s seguida de la respuesta) 105621

….

Extracto del diálogo del Test de Turing:

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Capcha o CAPCHA

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Son las siglas de Completely Automated Public Turing test to tell Computers andHumans Apart (prueba de Turing completamente automática y pública paradiferenciar computadoras de humanos).1 Este test es controlado por una máquina, enlugar de por un humano como en la prueba de Turing. Por ello, consiste en unaprueba de Turing inversa.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Opositores delTest de Turing

Roger Penrose, PhD

John Searle, PhD

La habitación china es un experimento mental, popularizado por Roger Penrose,que intenta rebatir la validez del Test de Turing a la vez que plantea que unamáquina es incapaz de llegar a pensar.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Experimento Mental de laHabitación China

chatboots

The AI pioneer and social critic Joseph Weizenbaum developed a program namedEliza, which is meant to answer a test subject’s questions like a human psychologist

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Programa ELIZA

http://nlp-addiction.com/eliza/

http://www.chatbot4u.com/en

Yuri Ccoicca, M.Sc.

http://alice.pandorabots.com/

Chatbot

Es un programa que simula mantener una conversación con una persona.Habitualmente, la conversación se establece a través de un teclado, aunque tambiénhay modelos que disponen de una interfaz multimedia de usuario.

Para establecer una conversación han de utilizarse frases fácilmente comprensibles yque sean coherentes, aunque la mayoría de los bot conversacionales no consiguencomprender del todo. En su lugar, tienen en cuenta las palabras o frases delinterlocutor, que les permitirán usar una serie de respuestas preparadas de antemano.De esta manera, el bot es capaz de seguir una conversación con más o menos lógica,pero sin saber realmente de qué está hablando.

The Artificial Intelligence Foundation, or A.L.I.C.E.,[4] is anorganization that promoted the development and use of opensource software in the creation of Chatterbots.

La interface se logra haciendo un conjunto boot basadp en AIML (Artificial Intelligence Markup Languaje) con Pandorabot on-line, usando al MSAgent Nicole para que hable las respuestas desde el bot.

Yuri Ccoicca, M.Sc.

Chatbot

Yuri Ccoicca, M.Sc.

https://www.youtube.com/watch?v=zihTWh5i2C4

Ray Kurzweil "How to Create a Mind"

https://www.youtube.com/watch?v=pywF6ZzsghI

Nick Bostrom: Superintelligence

2045: Inicio de la Era de la Singularidad

Bibliografía

http://www.amazon.com/Introduction-Artificial-Intelligence-Undergraduate-Computer/dp/0857292986

http://www.amazon.com/Artificial-Intelligence-Modern-Approach-Edition/dp/0136042597

Yuri Ccoicca, M.Sc.