Visión general de lo que la inteligencia artificial: definición, aplicaciones reales, aspectos a tener en cuenta...

1. / SEP 2018
Descubriendo la Inteligencia Artificial
por Javier Fernández

2. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Índice
● ¿Qué es la Inteligencia Artificial (IA)?
● Fundamentos de la IA
● Historia de la IA
● Aplicaciones de la IA
● Actores implicados en un sistema de IA
● Técnicas de IA

3. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
¿Qué es la Inteligencia Artificial (IA)?
● ¿Qué nos han inculcado que es?

4. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
¿Qué es la Inteligencia Artificial (IA)?
Sistemas que piensan como humanos Sistemas que piensan racionalmente
Sistemas que actúan como humanos Sistemas que actúan racionalmente
En términos de inteligencia humana En términos de racionalidad
ComportamientoProcesode
pensamiento

5. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
¿Qué es la Inteligencia Artificial (IA)?
● Sistemas que piensan como humanos
○ Funcionamiento de la mente humana
○ Mezcla de ciencia cognitiva y neurociencia computacional

6. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
¿Qué es la Inteligencia Artificial (IA)?
● Sistemas que actúan como humanos
○ Comportamiento similar al de humanos
○ Test de Turing

7. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
¿Qué es la Inteligencia Artificial (IA)?
● Sistemas que piensan racionalmente
○ Procesos de pensamiento correcto
○ Aristóteles y los silogismos
○ Problemas
■ Formalizar el conocimiento
■ Realización práctica de la lógica
Todos los hombres son mortales
Sócrates es un hombre
Sócrates es mortal

8. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
¿Qué es la Inteligencia Artificial (IA)?
● Sistemas que actúan racionalmente
○ Definición más aceptada
○ La finalidad del comportamiento es alcanzar el objetivo de
forma óptima (racionalidad)

9. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Fundamentos de la IA
● Filosofía
● Matemáticas
● Economía
● Neurociencia
● Psicología
● Computación
● Lingüística
● Teoría del control y la cibernética

10. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Historia de la IA
● Gestación de la IA (1943-1955)
○ 1943: McCulloch y Pitts crean el primer
modelo de neurona artificial
○ 1950: test de Turing
○ 1950: Isaac Asimov publica
“Yo, Robot”

11. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Historia de la IA
● Nacimiento de la IA y entusiasmo inicial (1956-1973)
○ 1956: conferencia de Dartmouth
○ 1958: lenguaje de procesamiento simbólico LISP
○ 1965: bot conversacional Eliza
○ 1969: Shakey, robot con locomoción, percepción y
evitación de obstáculos
○ 1972: MYCIN, sistema experto que diagnosticaba
enfermedades infecciosas

12. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Historia de la IA
● Primer invierno de la IA (1973-1980)
○ Expectativas demasiado optimistas
○ Financiación desapareció
○ Problemas:
■ Limitada capacidad de cómputo
■ Explosión combinatoria
■ Necesidad de grandes bases de
conocimiento
■ Programas “de juguete”

13. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Historia de la IA
● Boom de los sistemas expertos (1980-1987)
○ Solventa problemas sobre un dominio específico usando reglas
lógicas derivadas del conocimiento de expertos
○ Programas empiezan a ser útiles
○ 1982: “Quinta generación de computadoras”

14. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Historia de la IA
● Segundo invierno de la IA (1987-1993)
○ Fracaso de la quinta generación de computadoras
○ Colapso en el mercado del hardware
○ Problemas de los sistemas expertos:
■ Difíciles de mantener y actualizar
■ Incapaces de aprender
■ Cometían grandes errores

15. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Historia de la IA
● Resurgimiento y avances de la IA (1993-2018)
○ Aumento de la potencia de los ordenadores
○ Fragmentación en subcampos para solventar
problemas específicos
○ IA más cautelosa
○ 1997: Deep Blue vence al campeón de ajedrez
○ 2000: Kismet, robot que reconoce y simula
emociones
○ 2005: coche autónomo conduce por pista
desértica 131 millas
○ 2011: Watson gana el concurso de preguntas
Jeopardy!

16. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Aplicaciones de la IA
● Procesamiento del lenguaje natural
● Procesamiento del habla
● Percepción visual
● Robótica
● Juegos
● Sistemas de recomendación
● Reconocimiento de escritura manuscrita
● Detección de intrusiones
● Educación
● Aviación

17. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Aplicaciones de la IA
● Finanzas
● Bancos
● Medicina
● Recursos humanos y recrutamiento
● Marketing
● Música
● Redes sociales
● Servicios de asistencia online
● Transporte
● Casas inteligentes e IoT

18. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Agente: entidad que percibe y actúa
● Entorno: no se controla y suele ser impredecible
● Las características de sensores, entorno y espacio de acción dictan las
técnicas para seleccionar acciones racionales

19. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Ejemplo: robot aspirador que limpia una habitación
○ Agente: robot aspirador
○ Entorno: sofá, estantería, personas, ...
○ Sensores:
■ Suciedad
■ Choque
■ Energía
■ Llenado de la bolsa
○ Actuadores:
■ Ruedas
■ Motor de succión
■ Indicador de energía o bolsa llena

20. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de entorno
○ Totalmente observable vs parcialmente observable
○ Determinista vs estocástico
○ Episódico vs secuencial
○ Estático vs dinámico
○ Discreto vs continuo
○ Agente individual vs multiagente

21. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de entorno
○ Totalmente observable vs parcialmente observable
■ Es totalmente observable si el agente tiene acceso al estado
completo del entorno
Totalmente observable Parcialmente observable

22. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de entorno
○ Determinista vs estocástico
■ Es determinista si el estado del entorno está totalmente
definido por el estado actual y la acción ejecutada por el agente
Determinista Estocástico

23. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de entorno
○ Episódico vs secuencial
■ Es episódico si la experiencia del agente se divide en episodios
atómicos y la elección de la acción en cada episodio depende
sólo del episodio en sí mismo
Episódico Secuencial

24. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de entorno
○ Estático vs dinámico
■ Es dinámico si el entorno puede cambiar cuando el agente está
deliberando
Estático Dinámico

25. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de entorno
○ Discreto vs continuo
■ Aplicable al estado del entorno, a la forma en la que se maneja
el tiempo y a las percepciones y acciones del agente
Discreto
Continuo

26. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de entorno
○ Agente individual vs multiagente
■ Individual: si existe sólo un agente
■ Multiagente: competitivo o cooperativo
Individual
Multiagente

27. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de agentes
○ Agentes reactivos simples
○ Agentes basados en modelos
○ Agentes basados en objetivos
○ Agentes basados en utilidad
○ Agentes que aprenden

28. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de agentes
○ Agentes reactivos simples
■ Selecciona la acción en base a la percepción actual
■ Ignora el resto de percepciones históricas

29. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de agentes
○ Agentes basados en modelos
■ Estado interno con la historia percibida
■ Se necesita información de:
● Evolución del entorno independientemente del agente
● Cómo afecta al entorno las acciones del agente

30. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de agentes
○ Agentes basados en objetivos
■ Se necesita información para identificar situaciones que son
deseables (metas)
■ La búsqueda y la planificación ayuda a alcanzar las metas

31. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de agentes
○ Agentes basados en utilidad
■ Utilidad: nivel de satisfacción de un agente ante un estado
■ Permite tomar decisiones cuando hay objetivos conflictivos o
los objetivos no se pueden alcanzar con certeza

32. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Actores implicados en un sistema de IA
● Tipos de agentes
○ Agentes que aprenden
■ Elemento de aprendizaje: responsable de hacer mejoras
■ Elemento de actuación: responsable de las acciones externas
■ Generador de problemas: guía hacia experiencias nuevas

33. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Técnicas de IA
● Resolución de problemas
○ Búsqueda no informada
○ Búsqueda informada
○ Búsqueda con adversarios
○ Problema de satisfacción de restricciones
● Incertidumbre
○ Redes bayesianas
○ Modelos ocultos de Markov
○ Redes de decisión
○ Filtros de Kalman

34. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Técnicas de IA
● Aprendizaje
○ Árboles de decisión
○ Redes de neuronas
○ Aprendizaje por refuerzo
● Optimización:
○ Computación evolutiva
○ Simulated annealing
○ Enjambre de partículas
○ Colonia de hormigas

35. | Descubriendo la Inteligencia Artificial
Preguntas