TRABAJO COLABORTATIVO UNO INTELIGENCIA ARTIFICIAL PRESENTADO POR CLAUDIA MARIA CHOPERENA PIMIENTA CODIGO: 40.926.527 ANGELA MARIA GONZALEZ TUTORA GRUPO: 90169_8 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD PROGRAMA DE TECNOLOGIA E INGENIERIA DE SISTEMA CEAD RIOHACHA- LA GUAJIRA AÑO 2014 1. INTRODUCCIÓN INTELIGENCIA ARTIFICIAL. La inteligencia artificial es considerada una rama de la computación y relaciona un fenómeno natural con una analogía artificial a través de programas de computador. La inteligencia artificial puede ser tomada como ciencia si se enfoca hacia la elaboración de programas basados en comparaciones con la eficiencia del hombre, contribuyendo a un mayor entendimiento del conocimiento humano. Si por otro lado es tomada como ingeniería, basada en una relación deseable de entrada-salida para sintetizar un programa de computador. "El resultado es un programa de alta eficiencia que funciona como una poderosa herramienta para quien la utiliza." A través de la inteligencia artificial se han desarrollado los sistemas expertos que pueden Imitar la capacidad mental del hombre y relacionan reglas de sintaxis del lenguaje hablado y escrito sobre la base de la experiencia, para luego hacer juicios acerca de un problema, cuya solución se logra con mejores juicios y más rápidamente que el ser humano. En la medicina tiene gran utilidad al acertar el 85 % de los casos de diagnóstico. 1. Cada integrante realiza un informe sobre un área de investigación de la inteligencia artificial (Sistemas expertos, robótica, redes neuronales, realidad virtual, entre otros), se debe realizar la consulta y profundización del tema, además de citar diferentes autores, documentales, libros, etc. Se socializa una aplicación existente del área seleccionada. El tema escogido es la ROBÓTICA La robótica es la rama de la tecnología que se dedica al diseño, construcción, operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de los robots. La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables, la anima trónica y las máquinas de estados. El término robot se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados, fue traducida al inglés como robot. La historia de la robótica va unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo,[cita requerida] el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas. Karel Čapek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática Rossum's Universal Robots / R.U.R., a partir de la palabra checa robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras. Autores FECHA IMPORTANCIA NOMBRE DEL ROBOT Siglo I a. Descripciones de más de 100 máquinas y autómatas, Autómata C. y incluyendo un artefacto con fuego, un órgano de antes viento, una máquina operada mediante una moneda, una máquina de vapor, en Pneumatica y Autómata de Herón de Alejandría c. 1495 Diseño de un robot humanoide 1738 Pato mecánico capaz de comer, agitar sus alas y excretar. Juguetes mecánicos japoneses que sirven té, disparan flechas y pintan. Aparece el primer autómata de ficción llamado "robot", aparece en R.U.R. 1800s 1921 Caballero mecánico Digesting Duck Juguetes Karakuri Rossum's Universal Robots Elektro 1930s Se exhibe un robot humanoide en la Exposición Universal entre los años 1939 y 1940 1942 La revista Astounding Science Fiction publica "Círculo Vicioso" (Runaround en inglés). Una historia de ciencia ficción donde se da a conocer las Tres leyes de la robótica Exhibición de un robot con comportamiento biológico simple5 Primer robot comercial, de la compañía Unimation fundada por George Devol y Joseph Engelberger, basada en una patente de Devol6 Se instala el primer robot industrial Primer robot "palletizing"7 Primer robot con seis ejes electromecánicos SPD-13 (apodado "Speedy") Brazo manipulador programable universal, un producto de Unimation El robot completo (The Complete Robot en inglés). Una colección de cuentos de ciencia ficción de Isaac Asimov, escritos entre 1940 y 1976, previamente PUMA 1948 1956 1961 1963 1973 1975 1982 INVENTOR Ctesibio de Alejandria, Filón de Bizancio, Herón de Alexandria, y otros Leonardo da Vinci Jacques de Vaucanson Hisashige Tanaka Karel Čapek Westinghouse Electric Corporation Isaac Asimov Elsie y Elmer Unimate William Grey Walter George Devol Unimate George Devol Famulus KUKA Robot Group Victor Scheinman Isaac Asimov Robbie, SPD13(Speedy), publicados en el libro Yo, robot y en otras antologías, volviendo a explicar las tres leyes de la robótica con más ahínco y complejidad moral. Incluso llega a plantear la muerte de un ser humano por la mano de un robot con las tres leyes programadas, por lo que decide incluir una cuarta ley "La ley 0 (cero)" 2000 Robot Humanoide capaz de desplazarse de forma bípeda e interactuar con las personas QT1(Cutie), DV5(Dave), RB34(Herbie), NS2(Nestor), NDR (Andrew), Daneel Olivaw ASIMO Honda Motor Co. Ltd CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS Según su cronología La que a continuación se presenta es la clasificación más común: 1ª Generación. Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable. 2ª Generación. Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza. 3ª Generación. Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios. 4ª Generación. Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real. SEGÚN SU ESTRUCTURA La estructura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos. 1. Poliarticulados En este grupo se encuentran los Robots de muy diversa forma y configuración, cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas, y con un número limitado de grados de libertad. En este grupo, se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo. 2. Móviles:Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basada en carros o plataformas y dotada de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia. 3. Androides Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático del ser humano. Actualmente, los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot. 4. Zoomórficos Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentos efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numerosos y están siendo objeto de experimentos en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteados o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes. 5. Híbridos Corresponden a aquellos de difícil clasificación, cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo, uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos Aplicaciones de la Robótica: la aplicaciones de la robótica examinadas anteriormente responden a los sectores que, como el del automóvil o el de la manufactura, han sido desde hace 30 años usuarios habituales de los robots industriales. Este uso extensivo de los robots en los citados se ha visto propiciado por la buena adaptación del robot industrial a las tareas repetitivas en entornos estructurados. Entre estos sectores podría citarse la industria nuclear, la construcción, la medicina o el uso doméstico. En ninguno de ellos existe la posibilidad de sistematizar y clasificar las posibles aplicaciones, pues estas responden a soluciones aisladas a problemas concretos. Este tipo de robots ha venido a llamarse robots de servicio y pueden ser definidos como: Un dispositivo electromecánico, móvil o estacionario, con uno o más brazos mecánicos, capaces de acciones independientes. Estos robots están siendo aplicados en sectores como: Agricultura y silvicultura, Ayuda a discapacitados, Construcción, Domésticos, Entornos peligrosos, Espacio, Medicina y salud, Minería, Submarino Vigilancia y seguridad. 2. Elaborar un crucigrama teniendo en cuenta el contenido de la introducción de la inteligencia artificial, sus conceptos, el test de Turing, hechos relevantes de la historia de la IA, los cuatros enfoques de la “Inteligencia Artificial”, padres de la inteligencia artificial debe incluir entre otros a: Marvin Minsky, John McCarthy, Claude Shannon, Nataniel Rochester, Allen Newell y Herbert Simon, entre otros. PREGUNTAS: VERTICALES 1. Conjunto de técnicas, métodos, herramientas y metodologías que nos ayudan a construir sistemas que se compartan igual que un humano. 2. Presidente A.A.A.I. Asociación Americana de la Inteligencia Artificial. Recibió el premio Turing junto a Herbert Simon. 3. Campo que elaboró Norbert Weiner, de donde nació la Inteligencia Artificial. 4. Prominente informático que recibió el Premio Turing en 1971 por sus importantes contribuciones en el campo de la Inteligencia Artificial. 5. Fundador del laboratorio de Inteligencia Artificial del MIM. RESPUESTAS 1. 2. 3. 4. 5. Inteligencia Artificial Allen Newell Cibernética John Mccarthy Marvin Minsk ORGANIGRAMA 1 1 3 2 4 3 4 5 6 7 5 2 8 9 10 11 PREGUNTAS: HORIZONTALES 1. Propuso el Test de Turing 2. Técnica que aumenta la eficiencia de un proceso de búsqueda 3. Primer periodo de la Inteligencia Artificial 4. Maquina inteligente que puede pensar, específicamente programada 5. Premio Nobel de Carnegie Mellon University 6. Rama de la tecnología que se dedica al diseño, operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de robots. 7. Dijo que la inteligencia artificial “es el estudio de cómo hacer que los ordenadores hagan cosas que por el momento las personas realizan de una forma más perfecta”. 8. Padre de la teoría de la informática, desarrollo la entropía de la información. 9. Test para identificar si una computadora es inteligente o no. 10. Escribió el primer ensamblador y participo en la fundación del campo de la inteligencia artificial. 11. Rama de la inteligencia artificial relativamente nueva. RESPUESTA HORIZONTALES 1. Alan Turing 2.Heuristica 3. Subsimbolico 4.Robot 5. Herbert Simon 6.Robotica 7. Elainerich 8.Claudes Hannon 9. Testdeturing 10.Nathaniel Rochester 11. Agentes Inteligentes 3. Existen sistemas y procesos que la computadora no puede realizar, y evidencias que demuestran que el computador no puede tomar decisiones, pero también existen evidencias que demuestran lo contrario, que gracias a los avances tecnológicos la computadora puede hacer mucho más y realizar tareas como las que realiza el ser humano, como lo muestra el siguiente video: http://www.youtube.com/watch?v=XpbVxYeuDVg. Dar 2 ejemplos de sistemas que demuestren esta teoría, puede incluir videos, publicaciones, artículos, entre otros. Robots Domésticos Por Kerly Michelle Salazar Espinoza LAS MUJERES MODELO PODRÁN SER SUSTITUIDAS POR MUÑECAS ROBOT ARTIFICIALES. Uno de los posibles futuros de la moda. Responda la siguiente pregunta: ¿Cuál es su percepción con respecto al tema? Justifique su respuesta. Con referente a este tema de que el mundo y sus países están en competencia, el que avance más en la nueva tecnología ese el que va más evolucionado y el que lleva la bandera y como hacemos nosotros si tenemos que ir a la par con la nueva tecnología porque las empresas cada vez exigen más y nosotros como ingenieros tenemos la obligación de a caparnos con ella porque este mundo es de competencia y para poder entrar en el mundo de ella hay que utilizar la nueva tecnología y eso incluye los sistema expertos. 2. Agentes Inteligentes. 1. Cada integrante define con sus palabras que es un Agente Inteligente. Dentro de qué enfoque de la IA se circunscriben ¿Por qué? Un agente Inteligente es un sistema creado para realizar cualquier actividad ya sea programado o por su propia autoría, dentro del enfoque de la IA se circunscribe en el de los computadora Robot porque ya la tecnología ha avanzado tanto que ya están casi remplazando a la mano de obra humano y la capacidad humano es más lenta y ellos son más rápido para analizar y realizar cualquier actividad en cualquier campo profesional. Ejemplo: 2. Realice un mapa mental, sobre agentes inteligentes y sus Interacciones, las características, tipos, propiedades, etc. Se debe abarcar todos los temas que se encuentran en el módulo de agentes inteligentes. Característica: reactivo, pro activo y social Sus interacciones: compromiso, puntualidad, rápido y fácil ect. Tipos Propiedades Agente Inteligente Su historia Internet 3. Cada integrante expone un ejemplo de PAMA, con su respectiva explicación. Tipos De Agentes Percepciones Sistema de Intensidad lavado de ropa variable (lavadora) mecánica Acciones Lavar y secar Metas Ambiente Limpieza de la Lugar donde se ropa coloca para su funcionamiento La máquina de lavar la ropa consta de varias entradas y salidas de agua que cuentan con sensores que indican cuando la lavadora se encuentra llena o vacía. Asimismo, estos aparatos domésticos poseen mecanismos de movimiento del motor a izquierda y derecha y de un sistema específico para aplicar el detergente. Los aclarados son sucesivos llenados, primero a primer nivel y luego al segundo, seguidos de rotaciones cíclicas con inversiones del sentido del tambor. Cada aclarado finaliza con un vaciado. El fin del centrifugado es extraer el agua de la ropa, por lo tanto durante este tiempo se desarrolla también un vaciado se alimenta con 110 a 115 voltios para su funcionamiento y así poder cumplir su objetivo. 3. Complejidad de los problemas 1. Explique la definición formal de un problema Un problema es un determinado asunto o una cuestión que requiere de una solución. Pero este tema primero se diseña el programa que resuelve el problema y es crear una descripción forma y manejable del propio problema. 2. Mediante una presentación explique en qué consiste y de ejemplos de las clases P, NP y NP completo. Clase P: la clase P consiste de todos aquellos problemas de decisión que pueden ser resueltos en una máquina determinista secuencial en un período de tiempo polinomial en proporción a los datos de entrada. En la teoría de complejidad computacional, la clase P es una de las más importantes P es conocido por contener muchos problemas naturales, incluyendo las versiones de decisión de programa lineal, cálculo del máximo común divisor, y encontrar una correspondencia máxima. Un problema es de tipo P si existe un algoritmo polinomial que lo resuelve, dicho de forma intuitiva "si es fácil de resolver". Por ejemplo, cuando sales de viaje normalmente quieres saber cuáles son los caminos que puedes tomar para ir de tu hotel a varios puntos de la ciudad. Este problema se resuelve fácilmente con el algoritmo de Dijkstra en O(n²) operaciones, por lo tanto es de tipo P Ejemplo: El algoritmo de Dijkstra, también llamado algoritmo de caminos mínimos, es un algoritmo para la determinación del camino más corto dado un vértice origen al resto de vértices en un grafo con pesos en cada arista. Su nombre se refiere a Edsger Dijkstra, quien lo describió por primera vez en 1959. Ejecución del algoritmo de Dijkstra Tipo Algoritmo de búsqueda Problema que resuelve Problema del camino más corto Estructura de datos Creador Grafo Edsger Dijkstra Fecha 1959 Clase de complejidad P Tiempo de ejecución Peor caso O(|E|+|V|\log|V|)\, Clase NP: Un problema es de tipo NP si existe un algoritmo polinomial que es capaz de verificar una solución propuesta. Dicho intuitivamente, NP son los problemas que son "fáciles de comprobar". Todo problema P es también NP, pero parece ser que no es al revés. Continuando con el ejemplo anterior, en el mapa tienes marcado n lugares diferentes de la ciudad y quieres saber si existe un camino que pase por todos esos lugares exactamente una vez (sin repetición). Este problema es muy fácil de comprobar, si yo te propongo una solución tú rápidamente puedes comprobar en tan solo O(n) operaciones que el camino que yo propuse efectivamente pasa una sola vez por los n sitios. A pesar de que es fácil de comprobar, nadie sabe cómo resolverlo fácilmente. Todos los algoritmos que se han descubierto para este problema no son esencialmente mejores que una búsqueda por fuerza bruta (pero nadie ha comprobado que no exista un algoritmo polinomial para resolverlo). Este problema se conoce como el problema de Camino Hamiltoniano. Ejemplo: Un camino hamiltoniano, en el campo matemático de la teoría de grafos, es un camino de un grafo, una sucesión de aristas adyacentes, que visita todos los vértices del grafo una sola vez. Si además el último vértice visitado es adyacente al primero, el camino es un ciclo hamiltoniano. El problema de encontrar un ciclo (o camino) hamiltoniano en un grafo arbitrario se sabe que es NP-completo. Los caminos y ciclos hamiltonianos se llaman así en honor de William Rowan Hamilton, inventor de un juego que consistía en encontrar un ciclo hamiltoniano en las aristas de un grafo de un dodecaedro. Hamilton resolvió este problema usando cuaterniones, aunque su solución no era generalizable a todos los grafos. Clase NP-COMPLEJO: Los problemas NP-completos son problemas NP con una característica adicional: cualquier otro problema de tipo NP se puede "reescribir" como un problema NPcompleto. Es algo más técnico y difícil de explicar, pero intuitivamente significa que son los más difíciles de todo NP, si resuelves un solo problema NP-completo puedes resolverlos a todos los de tipo NP. El problema del Ciclo Hamiltoniano es NP-completo, pero hay otros que son NP y que no necesariamente son ni P, ni NP-completo; por ejemplo, el problema de factorizar dos números En teoría de números, la factorización de enteros o factorización de primos consiste en descomponer un número compuesto (no primo) en divisores no triviales, que cuando se multiplican dan el número original. Por el teorema fundamental de la aritmética, cada entero positivo tiene una única descomposición en números primos (factores primos). La mayor parte de los algoritmos de factorización elementales son de propósito general, es decir, permiten descomponer cualquier número introducido, y solo se diferencian sustancialmente en el tiempo de ejecución. 3. Señale y explique 3 problemas NP. ¿Por qué se consideran problemas NP? 1) Búsqueda de un elemento x en un arreglo A: El algoritmo 40 muestra un algoritmo de búsqueda de manera no determinística. func BuscaND(A; x; indice) ´ comienza i à elige(1; :::; n); si A[i] = x entonces indice à i; Exito; otro Fracaso; is Termina. Interpretaciones Podemos interpretar la instrucción Elige de las siguientes maneras: 1. Elige es mágica y siempre devuelve el valor que necesitamos. 2. Al llamar a elige, el programa se multiplica, después del llamado hay tantas copias como valores pueden devolver el llamado. La ejecución de la instrucción Éxito detiene todas las copias del programa. La ejecución de la instrucción Fracaso detiene la copia del programa que la ejecuta 2) Se tiene un conjunto de N enteros y se busca un subconjunto en donde la suma de los elementos sea M. El problema de decisión de los subconjuntos consiste en decidir si para un conjunto A dado existe un subconjunto tal que los elementos sumen M. El algoritmo 43 muestra la solución para este problema. proc DecisionSubconjuntoND(A; n;M; res) ´ comienza vacum à 0; mientras vacum < M haz val à elige(A); A à A ¡ val; vacum à vacum + val; zah si vacum = M entonces res à verdad; Exito; otro res à Falso; Fracaso; is termina 3) Ordenar un arreglo que se reduce a encontrar el menor elemento. ¤ Suponemos que existe Menor(i; j), i · j; 1 · i; j · n que devuelve el elemento menor del segmento del arreglo A[i : : : j]. proc Ordena(A; n) comienza para i à 1 a n haz j à Menor(i; n)¡ > O(nR)¡ > O(n(k + 1))P intercambia(i; j)O(1)Ordenaalfaobtenermenor zah termina. Estos problemas son NP porque son problema que se pueden solucionar utilizando el algoritmo BIBLIOGRAFIA MODULO DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL ANGELA MARIA GONZALEZ AMARILLO Directora Nacional MARCO ANTONIO LÓPEZ Acreditador Julio de 2013. INSTITUTO TECNOLOGICO DE NUEVO LAREDO Ingeniería en Sistemas Computacionales Inteligencia Artificial Ing. Bruno López Takeyas http://es.wikipedia.org/wiki/Factorizaci%C3%B3n_de_enteros http://es.wikipedia.org/wiki/Camino_hami. http://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmo_ es.wikipedia.org/wiki/Móvil ia.comeze.com/subtemas/un1/1.6.2.html noemi.de.melo.over-blog.es/article-que-agentes-inteligentes-que-tipos-ha... www.monografias.com › Tecnologia es.wikipedia.org/wiki/Computadora https://www.youtube.com/watch?v=hTVtt2NT-ws http://www.bvs.sld.cu/revistas/san/vol2_2_98/san15298.htm http://www.bvs.sld.cu/revistas/san/vol2_2_98/san15298.htm