domingo, 18 de mayo de 2008

I.A. (Resumen)

INTRODUCCION A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Concepto de IA.

La IA trata de reproducir la conducta inteligente de los seres humanos por medio de máquinas informáticas. La IA tratara, pues, de reproducir en artefactos creados por el hombre las conductas que caracterizan a un comportamiento inteligente. Estas son, a saber:

- Posibilidad de afrontar problemas complejos.
- Creatividad.
- Adaptacion mental y fisica al entorno.
- Utilizacion de un lenguaje basado en simbolos elementales.
- Aprender tecnicas de otros semejantes o de su interaccion con el medio.
- Reconocimiento de patrones del entorno.

No existe una definicion ampliamente aceptada de IA, pero si se puede aceptar que ciertas tecnicas y sistemas en informatica son reconocidas como facetas de la IA, por ello muchas veces se suele definir la IA haciendo referencia a los campos en que se aplica.

Se puede decir que el ordenador tiene en su forma mas simple las "primitivas" de la inteligencia. Son capaces de recoger informacion, procesarla y reaccionar ante ella. El intento de llegar a la IA a traves de los ordenadores digitales se basa en manipulaciones h biles sobre cada uno de los componentes hard y soft.

En 1963, el ingles Alan Turing propuso una prueba para determinar cuando una maquina podia ser considerada inteligente. El test propuesto por Turing era el siguiente: si una persona podia conversar con alguien o algo que estuviera escondido tras una cortina, mediante un intermediario que pasase las respuestas en ambos sentidos y si esta persona no podia asegurar con certeza si estaba hablando con un ser humano o con una maquina, entonces se podria asegurar la existencia de inteligencia al otro lado de la cortina.

El test de Turing ha tenido partidarios y detractores, hoy en dia, un ordenador domestico podria pasar la prueba de Turing si el tema de conversacion se reduce a un contexto especifico muy limitado (McAllister-1991).

Escuelas de IA.

En la actualidad existen dos corrientes opuestas dentro de la investigacion en IA. Los simbolicos frente a los conexionistas.

La escuela simbolica defiende que el camino hacia la maquina inteligente pasa por la construccion de sistemas que simulen los mecanismos del razonamiento humano en terminos de s¡mbolos conceptos y relaciones, busquedas sistematicas en un espacio de soluciones, aplicacion de heuristicas para limitar la explosion combinatoria. Su mayor contribucion a la IA aplicada han sido los sistemas expertos.

La escuela conexionista pretende llegar a la maquina inteligente mediante un proceso de replicado muy primitivo de la estructura del cerebro. Sus sistemas son capaces de aprender a gran velocidad a partir de entradas simples, pero dificilmente pueden explicar lo que han aprendido. Su mayor exito se halla en el campo de la redes neuronales.


Actividades de IA.

El termino IA engloba un total de 137 tecnologias diferentes, que en un sentido amplio pueden ser reducidas a 8 o 12. El conjunto de estas tecnologias basicas es el siguiente.

- Resolucion general de problemas.

Este es el campo mas antiguo de la IA, se trata de construir sistemas que sean capaces de manipular expresiones matematicas simbolicas para tratar con axiomas y demostrar teoremas (Simon, Feigembaum, Newell). El interes comun era hallar una forma de formalizar de una manera precisa unos mecanismos generales para la resolucion de problemas.

En la actualidad este campo ha sido practicamente abandonado. La IA ha dado mejores resultados cuanto mas estrecho es el campo del saber que intenta abarcar.

- Juegos

Junto con el enfoque anterior, las primeras investigaciones en IA estuvieron asociadas a la creacion de programas contra los cuales los humanos competian.

Los juegos se caracterizan por un enorme espacio de busqueda., un programa que juega evalua cada una de las alternativas que tiene ante una determinada situacion y elige la mejor segun un determinado criterio, por medio de la aplicacion de reglas heuristicas.

En la actualidad. el interes de estos temas no es elevado, debido a su escasa aplicabilidad en comparacion con otros campos de la IA.

- Sistemas Expertos

Los SE consisten en grandes bases de conocimientos creadas para almacenar la informacion de que disponen expertos humanos en varios campos y a las que se aplica una serie de reglas de manipulacion expresadas en lenguajes especificos, con el fin de que puedan servir como elemento de apoyo o de decision en diferentes campos del saber humano.

- Robotica

La ciencia de la robotica implica diferentes tecnicas de IA. La idea de un robot capaz de aprender por experiencia es el tema central de teorias e investigaciones en IA. El robot debera ser capaz de comunicarse en lenguaje natural y debera ser capaz de realizar tareas que requieran el equivalente a la iniciativa y a la originalidad. Ello implica que el robot sea capaz, tras un periodo de aprendizaje, realizar tareas para las cuales no estaba inicialmente programado.

- Analisis y reconocimiento de imagenes.

Este campo esta intimamente ligado, aunque no de forma exclusiva con la robotica y los sistemas moviles.

- Procesamiento del lenguaje natural.

La tarea tipica de este area de IA consiste en recoger una frase expresada por una persona y hacer que el sistema cambie su estado.

El problema de la comprension del lenguaje natural es grande y por el momento no se vislumbra una solucion de forma general. No obstante se han conseguido exitos dentro de contextos muy precisos.

La conclusion a la que se ha llegado despues de muchos intentos es que, aparte de un extenso conocimiento sobre la sintaxis y semantica del lenguaje natural que se desea entender , tambien es preciso modelar de alguna forma el conocimiento que vulgarmente se denomina "sentido comun".


Ingenieria del conocimiento.

El conocimiento necesario para un sistema de IA debe ser almacenado y usado de manera que se pueda obtener la generalizacion en un area concreta, de forma que no deban ser representados absolutamente todos y cada uno de los aspectos que caracterizan cada posible situacion que se pueda presentar en dicha area. Mediante la generalizacion del conocimiento disminuyen tanto el espacio de memoria como el tiempo de proceso necesarios. Otro requisito importante es que debera ser representado de manera que facilite la correccion de errores y su actualizacion, para poder reflejar el estado dinamico del mundo real. Tambien debe ser posible obtener resultados satisfactorios del conocimiento, lo cual no siempre se puede garantizar que sea exacto o completo, tal y como seria en el caso del conocimiento humano.

La ingenieria del conocimiento es una de las especialidades que necesitan los modernos metodos de IA. Algunos aspectos importantes del conocimiento son intangibles e inexplicables. El trabajo de los ingenieros de conocimientos consiste en extraer ese tipo de conocimiento de los expertos humanos y codificarlo de forma que pueda ser procesado por un sistema informatico.

El problema es que el ingeniero del conocimiento no es un experto en el campo que intenta programar, mientras que el experto en el tema no tiene experiencia como programador, y en cualquier caso, este ultimo utiliza mucjhas partes importantes de su conocimiento de manera subconsciente, por lo que es incapaz de proporcionar la informacion de manera voluntaria aunque asi lo desease. La ciencia de la ingenieria del conocimiento trata las respuestas a la pregunta "¨como saben los ingenieros del conocimiento que preguntas han de realizar? " asi como el desarrollo de sistemas que puedan ayudar por si mismos a responderla.