7 a SEAU, UNIVAP, 19/Outubro/2005 Demonstração de Técnicas de Inteligência Artificial

1. 7a SEAU, UNIVAP, 19/Outubro/2005Demonstração de Técnicas de Inteligência Artificial Prof. Dr. Cairo L. Nascimento Jr. Divisão de Engenharia Eletrônica Instituto Tecnológico de Aeronáutica E-mail: cairo@ita.br Home Page: http://www.ele.ita.br/~cairo/

2. Demonstração de Técnicas de IA Motivação • Por que desejamos máquinas inteligentes? • Sobrevivência x Comforto, • Necessidades físicas (esforço físico e mental), • Necessidades emocionais (filmes Blade Runner e IA, Sony AIBO e QRIO, chatterbot ALICE http://www.alicebot.org/).

3. Demonstração de Técnicas de IA Entertainment Robot AIBO (http://www.aibo.com)

4. Demonstração de Técnicas de IA http://www.sony.net/ProductsServices/Robots/

5. Demonstração de Técnicas de IA Definição de Inteligência • Inteligência das máquinas atuais. • Estudo da Inteligência. • Tipos e Medição de Inteligência: • Humana, Animal, das Máquinas, • Extra-terrestre (SETI@home).

6. Demonstração de Técnicas de IA Definição de Inteligência • Comportamento Inteligente: • Importante para Competição (Seleção Natural), • Adaptação (mudanças no meio-ambiente), • Reconhecimento de Padrões (visão, fala, diagnóstico de falhas/doenças, aplicações financeiras, detecção de fraudes), • Planejamento (Modelos, Otimização) e Auxílio a Tomada de Decisões, • Cooperação e Comunicação com outros indivíduos.

7. Demonstração de Técnicas de IA DARPA Grand Challenge 2005: Percurso: 211 Km, Prêmio: US$ 2M, 9/Out/2005

8. Demonstração de Técnicas de IA Exemplos de desenvolvimento de Equipamento Inteligente no ITA:

9. Demonstração de Técnicas de IA Exemplos de desenvolvimento de Equipamento Inteligente no ITA: Barco Autonômo

10. Demonstração de Técnicas de IA Exemplos de desenvolvimento de Equipamento Inteligente no ITA: Romeo I e Romeo II: http://www.ele.ita.br/romeo/

11. Demonstração de Técnicas de IA Exemplos de desenvolvimento de Equipamento Inteligente no ITA Romeo 3, http://www.ele.ita.br/romeo/

12. Demonstração de Técnicas de IA Algoritmo A-estrela

13. Demonstração de Técnicas de IA Algoritmo Minimax

14. Demonstração de Técnicas de IA • Diferentes formas de representação. Exs.: • Modelo paramétrico (função de transferência para sistemas LIT), • Modelo baseado em regras (fuzzy expert systems), • Modelo neural, fuzzy-neural. • Aquisição de modelos dinâmicos a partir de dados reais. • Diferentes níveis de supervisão: • Muito forte, forte, fraca, muito fraca.

15. Demonstração de Técnicas de IA • Supervisão Muito Forte: o supervisor insere os parâmetros (ou as regras) no modelo. • Supervisão Forte: o supervisor fornece exemplos de entrada-saída (pares x,y). • Supervisão Fraca: o supervisor classifica apenas os casos típicos. • Supervisão Muito Fraca: o supervisor classifica como SUCESSO ou FALHA um conjunto de ações sucessivas.

16. Demonstração de Técnicas de IA Supervisão Muito Forte: Controlador Fuzzy

17. Demonstração de Técnicas de IA Controlador Fuzzy

18. Demonstração de Técnicas de IA Controlador Fuzzy

19. Demonstração de Técnicas de IA Supervisão Forte: Aprendizado usando pares [X,Yreal]

20. Demonstração de Técnicas de IA Supervisão Forte: Redes Neurais tipo feedforward Algoritmo Back-Propagation

21. Demonstração de Técnicas de IA Reconhecimento de Caracteres 0-9,A-F com ruído

22. Demonstração de Técnicas de IA Reconhecimento de Caracteres: Antes do treinamento

23. Demonstração de Técnicas de IA Reconhecimento de Caracteres: Após o treinamento

24. Demonstração de Técnicas de IA Reconhecimento de Caracteres: Teste estatístico

25. Demonstração de Técnicas de IA Supervisão Fraca: Redes de Kohonen

26. Demonstração de Técnicas de IA Reconhecimento de Caracteres: Mapa de Agrupamento após o treinamento

27. Demonstração de Técnicas de IA Reconhecimento de Caracteres: Teste estatístico

28. Demonstração de Técnicas de IA Supervisão Muito Fraca: Aprendizado por Reforço Algoritmo Bootstrap Learning • “Learn by doing it”. • Supervisor apenas classifica o resultado de uma série de ações em 2 categorias: SUCESSO, FRACASSO. • A cada estado (x), existem N ações (u) possíveis. • Para cada par (x,u) define-se P = probabilidade de sucesso. • Em geral P(x,u) não é conhecido e deve ser estimado.

29. Demonstração de Técnicas de IA Supervisão Muito Fraca: Aprendizado por Reforço Algoritmo Bootstrap Learning • Um conjunto de ações é escolhido usando o valor estimado de P. • O resultado destas ações é avaliado pelo supervisor e usado para atualizar a estimativa de P(x,u).

30. Demonstração de Técnicas de IA Problema do Labirinto: Após o treinamento

31. Demonstração de Técnicas de IA Conclusões • Aplicações extremamente práticas. Alguns exs.: • classificação de empresas de telecomunicações, • classificação de sinais eletrocardiográficos, • temporarização de semafóros de tráfego urbano, • otimização de sequências de montagens, • previsão de preços de produtos. • Grandes benefícios para a indústria nacional.

32. Demonstração de Técnicas de IA Conclusões • Estamos aumentando o nível de inteligência das nossas máquinas (lentamente ou rapidamente?). • Área altamente multi-disciplinar e desafiadora. • Muitas oportunidades para pesquisa teórica e aplicada.

33. Demonstração de Técnicas de IA Mais alguns links interessantes: • DARPA Grand Challenge http://www.grandchallenge.org/ http://www.darpa.mil/grandchallenge/ • Kohonen Networks: http://www.cs.bham.ac.uk/resources/courses/SEM2A2/Web/Kohonen.htm • RL: Learning a motion to move to the front http://www.fe.dis.titech.ac.jp/~gen/robot/robodemo.html • Mais demos: http://www.cs.utexas.edu/users/kstanley/demos.html

34. Demonstração de Técnicas de IA Para mais detalhes: Livro “Inteligência Artificial em Controle e Automação”, 2000 (re-impressões em 2002 e 2004) Autores: Cairo L. Nascimento Jr. e Takashi Yoneyama (ITA) Ed. Edgard Blücher e FAPESP http://www.ele.ita.br/ia_contaut/

35. Demonstração de Técnicas de IA Muito obrigado pela sua atenção!! Cairo (cairo@ita.br)