Inteligencia artificial

Computación. Comportamiento inteligente. Computadoras inteligentes. Heurística. Sistemas expertos. Robótica. Cibernética

  • Enviado por: Alfredo Paredes Barros
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 18 páginas
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INTRODUCCIÓN

El sorprendente avance tecnológico que la humanidad ha experimentado en los últimos dos siglos encuentra su expresión mas acabada y complicada en la invención de las computadoras, las "máquinas que piensan" como las llama McCorduck (1979). La rapidez y la asombrosa complejidad de la computadora ya no son un secreto para nadie, sin embargo la verdad sobre sus más profundas implicaciones es conocida sólo por un número muy limitado de especialistas.

La Inteligencia Artificial es una ciencia que trata de la comprensión de la inteligencia y del diseño de máquinas inteligentes, es decir, el estudio y la simulación de las actividades intelectuales del hombre (manipulación, razonamiento, percepción, aprendizaje, creación). La IA es un campo de estudio que busca explicar y emular el comportamiento inteligente en términos de procesos computacionales.

Algunos expertos en computación han sostenido, desde hace algún tiempo, que las computadoras serán poseedoras de capacidades y habilidades similares a las de los seres humanos, y que, en el futuro próximo, las veremos igualarnos y superarnos en muchas de las actividades intelectuales tradicionalmente reservadas a los seres humanos.

Un sistema experto puede comparase como un conjunto de sistemas que imitan el pensamiento de un experto, para resolver problemas de un terreno particular de aplicación.

Una de las características principales de los sistemas expertos es que están basados en reglas, es decir, contienen unos conocimientos predefinidos que se utilizan para tomar todas las decisiones.

Los robot son unas máquinas controladas por ordenador y programada para moverse, manipular objetos y realzar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Los robots son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres humanos.

La cibernética se desarrolló como investigación de las técnicas por las cuales la información se transforma en la actuación deseada. Esta ciencia surgió de los problemas planteados durante la Segunda Guerra Mundial a la hora de desarrollar los denominados cerebros electrónicos y los mecanismos de control automático para los equipos militares como los visores de bombardeo.

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Inteligencia artificial (IA)

Que es la inteligencia artificial.

La IA es una rama de la ciencia de computación que comprende el estudio y creación de sistemas computarizados que manifiestan cierta forma de inteligencia: sistemas que aprenden nuevos conceptos y tareas, sistemas que pueden razonar y derivar conclusiones útiles acerca del mundo que nos rodea, sistemas que pueden comprender un lenguaje natural o percibir y comprender una escena visual, y sistemas que realizan otro tipo de actividades que requieren de inteligencia humana.

Como toda disciplina de reciente creación, la IA no se encuentra unificada en términos de objetivos y métodos de investigación. Recientemente, parte de los esfuerzos de los investigadores en esta área se han dedicado a la definición de dichos objetivos y al recuento de. las herramientas metodológicas utilizadas hasta ahora (Boden, 1977; Dennett, 1978; Sloman, 1978; Ringle, 1979). Como resultado de este esfuerzo, que dista mucho de su conclusión, se han definido algunos acuerdos básicos sobre el área y sus estrategias.

Por ahora, es suficientemente claro que el objetivo de la IA es el de entender la naturaleza de la inteligencia a través del diseño de sistemas computacionales que la exhiban. En forma más concreta, puede afirmarse que, en lo que ha transcurrido de su corta historia, la IA ha estado dirigida por tres objetivos generales:

1. El análisis teórico de las posibles explicaciones del comportamiento inteligente.

2. La explicación de habilidades mentales humanas.

3. La construcción de artefactos (computadoras) inteligentes.

Con estos propósitos en su agenda de investigación, los estudiosos de la IA han recurrido al uso de cuatro diferentes estrategias metodológicas: el desarrollo de tecnologías útiles en esta área, la simulación, el modelamiento, y la construcción de teoría sobre la inteligencia artificial. El desarrollo de tecnologías de computación ha sido una empresa titánica que los ingenieros en electrónica han tomado en sus manos, sin embargo, sólo una pequeña parte de lo que se conoce como ciencia de la computación puede incluirse dentro de la IA. No existe todavía un criterio preciso con el cual distinguir cuándo un sistema computacional es un sistema de IA, pero el acuerdo general es que cualquier máquina que desempeñe una función mental que tendría que ser realizada por una inteligencia humana es un ejemplo de IA.

La simulación que se hace en IA ha intentado reproducir algunas de las características inteligentes de los seres humanos. Estas reproducciones han buscado

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abiertamente la similitud entre una computadora y los seres humanos. La elaboración de simulaciones ha sugerido la posibilidad de explorar los procesos cognoscitivos humanos, sin embargo los esfuerzos en esta línea, a diferencia del modelamiento, han estado dedicados a producir comportamiento humano inteligente en las computadoras más que a entenderlo o explicarlo.

El modelamiento, por otra parte, tiene como objeto la utilización de los sistemas de IA para entender a la inteligencia humana. Ha sido tradicionalmente utilizado por psicólogos y no tiene como requisito necesario el uso de computadoras, De hecho, muchas de las teorías sobre cognición han utilizado modelos en computadoras sin hacer referencia a ellas, por ejemplo, la teoría sobre memoria semántica o sobre representación mental.

Finalmente, el trabajo teórico en IA ha abierto por primera vez la posibilidad de teorizar sobre la inteligencia sin hacer necesariamente referencia a la inteligencia humana. Es decir, se ha propuesto la formulación de una teoría de la inteligencia "pura".

Una breve incursión dentro de la historia de esta disciplina ilustrará más adecuadamente sus logros y su estado actual.

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HISTORIA DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA)

1950. El nacimiento real de la IA se produjo en este año, cuando Norbet Wiener desarrolló el principio de la retroalimentación. Esta técnica consiste, por ejemplo, en la tecnología del termostato, comparar la temperatura actual del entorno con la deseada y, según los resultados aumentarla o disminuirla.

1955. Newell y Simon desarrollan la Teoría de la lógica. Este desarrollo permitió

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desarrollar un programa que exploraba la solución a un problema utilizando ramas y nudos, seleccionando únicamente las ramas que más parecían acercarse ala solución correcta del problema.

1956. En una conferencia en Vermont, John McCarthy propone el término “Inteligencia Artificial” para denominar el estudio del tema. Después se prepara el terreno par el futuro en la investigación de la IA.

1957. Aparece la primera versión de “The General Problem Solver” (GPS), un programa capaz de solucionar problemas de sentido común. El GPS utilizaba la teoría de la retroalimentación de Wiener.

1958. McCarthy anuncia su nuevo desarrollo el lenguaje LISP (LISt Procesing), el lenguaje de elección para todos aquellos desarrolladores inmersos en el estudio de la IA.

1963. El MIT recibe una subvención de 2,2 millones de dólares del gobierno de los Estados Unidos en concepto de investigación en el campo de la IA.

1970. Se produce el advenimiento de los Sistemas Expertos. Los Sistemas Expertos se han utilizado para ayudar a los médicos a diagnosticar enfermedades e informar a los mineros a encontrar vetas de mineral. Al mismo tiempo, en 1970. Davir Marr propone nuevas teorías sobre la capacidad de reconocimiento visual de las diferentes máquinas.

1972. Aparece el lenguaje PROLOGUE basado en las teorías de Minsky.

1980. Las ventas de hardware y software relacionados con la IA se contabilizan por 425 millones de dólares sólo en 1986. Compañías como DuPont, General Motors, y Boeing utilizan sistemas expertos a principios de la década de los 80 y éstos sistemas expertos se convertirán en un standard a finales de la misma.

En los 90. La IA se utiliza de forma efectiva en la Guerra del Golfo sobre sistemas de misiles visores para los soldados y otros avances, y al mismo tiempo, invade nuestros hogares y vida cotidiana en muchos más lugares.

LA HEURÍSTICA

- La heurística es simplemente el análisis y la extrapolación de datos basados en experiencias pasadas y en sus consecuencias, este apartado es de una importancia vital para la IA interna en los juegos de ordenador.

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EJEMPLO

Un enemigo podrá intentar una aproximación, grabando los resultados de esa aproximación en su memoria. Si fracasa en su intento de eliminar al jugador, la próxima vez que intente algo parecido sabrá que, bajo las mismas circunstancias ha fracasado una vez e intentará otra ruta de aproximación al jugador. Si por el contrario tiene éxito, aún podrá obtener un aprendizaje de sus actos, y extrayendo aquellas acciones que más han contribuido a la consecución del fin, que es eliminar al jugador; así la próxima vez que el ordenador se encuentre en semejante situación. La heurística, por tanto, permite tener enemigos con memoria.

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LOS SISTEMAS EXPERTOS

DEFINICIÓN.

Un sistema experto puede definirse como un sistema basado en los conocimientos que imita el pensamiento de un experto, para resolver problemas de un terreno particular de aplicación.

Una de las características principales de los sistemas expertos es que están basados en reglas, es decir, contienen unos conocimientos predefinidos que se utilizan para tomar todas las decisiones.

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INTRODUCCIÓN

El estudio y desarrollo de los sistemas expertos (SES) comenzó a mediados de la década de los 60. Entre 1965 y 1972. Fueron desarrollados varios de estos sistemas, muchos de ellos tuvieron un alcance muy limitado, otros como MICIN [1,2] DENDRAL [3] y PROSPECTOR [4], constituyeron la base histórica de los (SES) y aun en la actualidad son de gran interés para los investigadores quesee dedican al estudio y construcción de los mismos.

En teoría estos sistemas son capaces de razonar siguiendo pasos comparables a los que sigue un especialista (medico, biólogo, geólogo, matemático, etc.), cuando resuelve un problema propio de su disciplina. Por ello el creador de un (SES) debe comenzar por identificar y recoger, del experto humano, los conocimientos que este utiliza : conocimientos teóricos adquiridos en la practica.

Por ser lo (SES) programas basados en conocimiento, la programación de (SES) incluyeron como aspecto fundamental la programación Del conocimiento la cual hace uso de la representación explicita del conocimiento a utilizar por el sistema y de su interpretación lógica por medio de mecanismos de inferencia, que permitan deducir nuevo conocimiento a partir del que ya se conoce.

CARACTERÍSTICAS

Un sistema experto genérico consta de dos módulos principales:

La base de conocimientos del sistema experto con respecto a un tema específico para el que se diseña el sistema. Este conocimiento se codifica según una notación específica que incluye reglas, predicados, redes semánticas y objetos.

El motor de inferencia: es el que combina los hechos y las preguntas particulares, utilizando la base de conocimiento, seleccionando los datos y pasos apropiados para presentar los resultados.

HISTORIA DE LOS SISTEMAS EXPERTOS

1965 DENDRAL, el primer sistema experto.

En 1965 Feigenbaum entra a formar parte del departamento de informática de Stanford. Allí conoció a Joshua Lederberg, el cual quería averiguar cual era la estructura de las moléculas orgánicas completas. El objetivo de DENDRAL fue éste estudiar un compuesto químico. El descubrimiento de la estructura global de un

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compuesto exigía buscar en un árbol las posibilidades, y por esta razón su nombre es DENDRAL que significa en griego “árbol”.

Antes de DENDRAL los químicos solo tenían una forma de resolver el problema, esta era tomar unas hipótesis relevantes como soluciones posibles, y someterlas a prueba comparándolas con los datos.

La realización de DENDRAL duró más de diez años (1965-1975). Se le puede considerar el primer sistema experto.

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LA ROBÓTICA

Son unas máquinas controladas por ordenador y programada para moverse, manipular objetos y realzar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Los robots son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres humanos.

El diseño de un manipulador robótico se inspira en el brazo humano. Las pinzas están diseñadas para imitar la función y estructura de la mano humana. Muchos robots están equipados con pinzas especializadas para agarrar dispositivos concretos.

Las articulaciones de un brazo robótico suelen moverse mediante motores eléctricos. Una computadora calcula los ángulos de articulación necesarios para llevar la pinza a la posición deseada.

En 1995 funcionaban unos 700.000 robots en el mundo. Más de 500.000 se empleaban en Japón, unos 120.000 en Europa Occidental y unos 60.000 en Estados Unidos. Muchas aplicaciones de los robots corresponden a tareas peligrosas o desagradables para los humanos. En los laboratorios médicos, los robots manejan

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materiales que conlleven posibles riesgos, como muestras de sangre u orina. En otros casos, los robots se emplean en tareas repetitivas en las que el rendimiento de una persona podría disminuir con el tiempo. Los robots pueden realizar estas operaciones repetitivas de alta precisión durante 24 horas al día.

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LA ROBÓTICA EN LA INDUSTRIA

Uno de los principales usuarios de robots es la industria del automóvil. La empresa General Motors utiliza aproximadamente 16.000 robots para trabajos como soldadura, pintura, carga de máquinas, transferencia de piezas y montaje. El montaje industrial exige una mayor precisión que la soldadura o la pintura y emplea sistemas de censores de bajo coste y computadoras potentes y baratas. Los robots se usan por ejemplo en el montaje de aparatos electrónicos, para montar microchips.

Se emplean robots para ayudar a los cirujanos a instalar caderas artificiales, y ciertos robots especializados de altísima precisión pueden ayudar en operaciones quirúrgicas delicadas en los ojos. La investigación en telecirugía emplea robots controlados de forma remota por cirujanos expertos; estos robots podrían algún día efectuar operaciones en campos de batalla distantes.

Los robots crean productos manufacturados de mayor calidad y menor coste. Sin embargo, también pueden provocar la pérdida de empleos, especialmente en cadenas de montaje industriales.

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Las máquinas automatizadas ayudarán cada vez más a los humanos en la fabricación de nuevos productos, el mantenimiento de las infraestructuras y el cuidado de hogares y empresas. Los robots podrán fabricar nuevas autopistas, construir estructuras para edificios, limpiar corrientes subterráneas o cortar el césped.

Puede que los cambios más espectaculares en los robots del futuro provengan de su capacidad de razonamiento cada vez mayor. El campo de la inteligencia artificial está pasando rápidamente de los laboratorios universitarios a la aplicación práctica en la industria, y se están desarrollando máquinas capaces de realizar tareas cognitivas como la planificación estratégica o el aprendizaje por experiencia. El diagnóstico de fallos en aviones o satélites, el mando en un campo de batalla o el control de grandes fábricas correrán cada vez más a cargo de ordenadores inteligentes.

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LA CIBERNÉTICA

INTRODUCCIÓN

Cibernética, ciencia interdisciplinaria que trata de los sistemas de comunicación y control en los organismos vivos, las máquinas y las organizaciones.

La palabra, que proviene del griego kyberneees ('timonel' o 'gobernador'), fue aplicado por primera vez en 1948 por el matemático Norbert Wiener a la teoría de los mecanismos de control.

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ORIGEN DE LA CIBERNÉTICA

La cibernética se desarrolló como investigación de las técnicas por las cuales la información se transforma en la actuación deseada. Esta ciencia surgió de los problemas planteados durante la Segunda Guerra Mundial a la hora de desarrollar los denominados cerebros electrónicos y los mecanismos de control automático para los equipos militares como los visores de bombardeo.

La cibernética contempla de igual forma los sistemas de comunicación y control de los organismos vivos que los de las máquinas. Para obtener la respuesta deseada en un organismo humano o en un dispositivo mecánico, habrá que proporcionarle, como guía para acciones futuras, la información relativa a los resultados reales de la acción prevista. En el cuerpo humano, el cerebro y el sistema nervioso coordinan dicha información, que sirve para determinar una futura línea de conducta; los mecanismos de control y de auto corrección en las máquinas sirven para lo mismo. El principio se conoce como feedback (realimentación), que constituye el concepto fundamental de la automatización.

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FUNDADOR DE LA CIBERNÉTICA

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Wiener Norbert (1894-1964), matemático estadounidense, fundador de la cibernética, el estudio del control y la comunicación en las máquinas, los animales y las organizaciones.

Nació en Columbia, Missouri, y estudió en el Tufts College, y en las universidades de Cornell, Harvard, Cambridge, Gotinga y Columbia.

Fue profesor auxiliar de matemáticas en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en 1919 y desde 1932 a 1960 profesor titular. Wiener se especializó en matemáticas y en física matemática.

Durante la II Guerra Mundial, mientras se dedicaba a la investigación de técnicas de defensa antiaérea, se interesó por el cálculo automático y la teoría de la realimentación.

De este modo fundó la ciencia de la cibernética, que trata no sólo del control

automático de la maquinaria por computadoras y otros aparatos electrónicos, sino también del estudio del cerebro y del sistema nervioso humano y la relación entre los dos sistemas de comunicación y control.

Resumió sus teorías en Cibernética (1948) y también escribió The Human Use of

Human Beings (1950), Nonlinear Problems of Randon Theory (1958) y God and Golem, Inc. (1964).

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA CIBERNÉTICA

Según la teoría de la información, uno de los principios básicos de la cibernética establece que la información es estadística por naturaleza y se mide de acuerdo con las leyes de la probabilidad.

En este sentido, la información es concebida como una medida de la libertad de elección implícita en la selección. A medida que aumenta la libertad de elección, disminuye la probabilidad de que sea elegido un determinado mensaje. La medida de la probabilidad se conoce como entropía.

De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, en los procesos naturales existe una tendencia hacia un estado de desorganización, o caos, que se produce sin ninguna intervención o control. En consecuencia, de acuerdo con los principios de la cibernética, el orden (disminución de la entropía) es lo menos probable, y el caos

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(aumento de la entropía) es lo más probable.

La conducta intencionada en las personas o en las máquinas exige mecanismos de control que mantengan el orden, contrarrestando la tendencia natural hacia la desorganización.

La Cibernética en aplicación a la Psicología.

La cibernética también se aplica al estudio de la psicología, la inteligencia artificial, los servomecanismos, la economía, la neurofisiología, la ingeniería de sistemas y al de los sistemas sociales.

La palabra cibernética ha dejado de identificar un área independiente de estudio y la mayor parte de la actividad investigadora se centra ahora en el estudio y diseño de redes neutrales artificiales.

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CONCLUSIÓN

En los temas analizados podemos descubrir de que manera que la ciencia y la tecnología entrelazadas dan un inteligente y mejor uso a las maquinas ya sea para la utilización en la industria como en la vida diaria.

La inteligencia artificial, los sistemas expertos, la robótica, y la cibernética, son ramas del conocimiento que permiten a las maquinas hacer cosas que para los seres húmanos seria imposible realizar, pero paradójicamente estas no podrían ser útiles sin la supervisión de ellos (por el momento). El echo de que aun no se halla conseguido reproducir un ser humano completo (lo que eventual mente lo consiga). No es contratiempo para darle una basta utilidad a este tipo de ciencia.

Puede que en el futuro los cambios más espectaculares en los robots del futuro provengan de su capacidad de razonamiento cada vez mayor. El campo de la inteligencia artificial está pasando rápidamente de los laboratorios universitarios a la aplicación práctica en la industria, y se están desarrollando máquinas capaces de realizar tareas cognitivas como la planificación estratégica o el aprendizaje por experiencia.

Esperemos que en el futuro estos avances científicos y tecnológicos ayuden a la vida del ser humano y no a su desplazamiento y destrucción.

BIBLIOGRAFÍA

MICROSOFT

ENCARTA

ENCICLOPEDIA

www.Aepia.dsic.upv.es

www.Dia.fi.upm

www.orbi.net

www.geocites.com

www.robotica.com

www.arsrobotica.com

www.rincondelvago.com

TRABAJO SOBRE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Inteligencia artificial

ASIGNATURA: ADMINISTRACIÓN PRODUCTIVA.

CURSO: 6° B.

ÍNDICE

1............................................................................: INTRODUCCIÓN.

2...................................................: INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA).

3................................: HISTORIA DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL.

4.............................................................................: LA HEURÍSTICA.

5.............................................................: LOS SISTEMAS EXPERTOS.

6......................................: HISTORIA DE LOS SISTEMAS EXPERTOS.

7................................................................................: LA ROBÓTICA.

8..................................................: LA ROBÓTICA EN LA INDUSTRIA.

10.........................................................................: LA CIBERNÉTICA.

11................................................: FUNDADOR DE LA CIBERNÉTICA.

11...............................: PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA CIBERNÉTICA.

13..............................................................................: CONCLUSIÓN.

13............................................................................: BIBLIOGRAFÍA.