sistemas de informação de negócios especializados 1 sistemas de informação - fatec sp

Sistemasde

Informação de Negócios

Especializados

1Sistemas de Informação - FATEC SP

- Inteligência Artificial

- Sistemas Especialistas

- Realidade Virtual e Aumentada


INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL


1941 – Primeiro computador eletrônico; 1949 – Primeiro programa armazenado

em computador; 1950 – Primeiros sinais de IA Norbert

Wiener e a FeedbackTheory;

1955 – Primeiro programa deIA, The Logic Theorist, porWiener e Simon;

História


O que é Inteligência?

“Errar é humano, mas repetir o erro é burrice”

Definição de Inteligente: Dotado de inteligência, capaz de compreender, esperto, habilidoso [Larousse];

Definição de Inteligência: Faculdade de conhecer, de aprender, de conceber, de compreender: a inteligência distingue o homem do animal [Larousse];


1956 – John McCarthy cria o nome Inteligência Artificial;

1957 – Primeira versão do GPS –GeneralProblem Solver; 1958 – É criada a Linguagem LISP, por John

McCarthy; 1963 – O MIT recebe investimento

americano para pesquisas na área de IA; 1963-1969 – Surgem diversos programas

como SHRDLU, STUDENT e SIR;

“Um programa de computador capaz deagir inteligentemente no mundo deve possuir uma representação geral do mundo em termos da qual são interpretadas suas entradas.”


1970s – Surgem os sistemas especialistas, o sistema de visão, a linguagem PROLOG e a Frames Theory por Minsky;

1980 – 1985 – Grande alta nas aquisições de sistemas especialistas e dos sistemas de visão, utilizando a teoria de Minsky;

1986 – 1993 – Queda nademanda por sistemasinteligentes e IA;

1994 a atual – Recuperaçãodos sistemas em IA pelo uso deredes neurais, iniciada em 1943.


O que é Inteligência Artificial?

É a tentativa de formalizar a criação de um “cérebro eletrônico”

Definição de Inteligência Artificial: Conjunto de teorias e de técnicas empregadas com a finalidade de desenvolver máquinas capazes de simular a inteligência humana [Larousse];

Definição de Inteligência Artificial: A Inteligência Artificial é uma área de estudos da computação que se interessa pelo estudo e criação de sistemas que possam exibir um comportamento inteligente e realizar tarefas complexas com um nível de competência que é equivalente ou superior ao de um especialista humano [Nikolopoulos].


Turing Test

1950 - Computing Machineryand Intelligence – Can a machine think?

Alan Turing

1990 – The Cambr idge Center for Behav iora l S tud ies e Hugh Loebner cr iam o Loener Pr ize


Turing Test Definição de inteligência de Turing: “a

habilidade de obter uma performances de nível humano em todas as tarefas cognitivas de forma a enganar um interrogador humano.”

Computador e um humano seriam interrogados por um humano por algum tipo de rede • Turing sugeriu o teletipo;• Hoje, pensamos na Internet.

Computador passa no teste se interrogador não consegue distinguir entre computador e ser humano.


Turing Test Será que ele realmente denota

inteligência?• Concentra-se demais no comportamento• Pessoa com excessivo conhecimento

pode parecer um computador.• Não diz nada sobre a capacidade de

aprender e de lidar com situações novas.

Possibilidade de passar: • fazer uma árvore com todas as

possibilidades de conversação • fazer o computador percorrê-la

conforme a conversação progride.


Turing TestFalha como instrumento científico

• Informal;• Impreciso;• Não é desenvolvido para reaplicação;• Testa apenas um conjunto de

características associadas com inteligência;• Não há incremento no desafio.


Sala Chinesa

J.R. Searle (O problema da sala chinesa)“suponha alguém trancado em uma sala com um manual de intruções, em sua língua de origem (que supõe-se não seja chinês), que informam como correlacionar certos símbolos em chinês de maneira a produzir novos símbolos em chinês. A pessoa ignora o significado dos símbolos e por isto não vê sentido nas regras, no entanto, para um observador externo que compreenda chinês a troca de símbolos simula uma conversa inteligente.”


Autômato : uma máquina abstrata caracterizada por um estado interno e que, a cada entrada recebida, produz uma saída e muda para um novo estado, deterministicamente especificados pelo estado atual do autômato e pelo valor da entrada.


• Pa i da In te l igênc ia Ar t ifi c ia l ;• Parcer ia com Misnky e McCarthy;• Cr iador da Teor ia Probab i l í s t i ca ;• Infl uenc iou I saac As imov, c r iadorda sér ie sobre robôs que pensam que deram or igem ao fi lme “Eu,Robô” .

Ray Solomonoff


Inteligência Natural x Inteligência

Artificial

Comportamento Inteligente: • Aprender com as experiências e aplicar o

conhecimento adquirido;• Lidar com situações complexas;• Resolver problemas quando faltam informações

importantes;• Determinar o que é importante;• Reagir com rapidez e corretamente em novas

situações;• Entender imagens visuais;• Processar e manipular símbolos;• Ser criativo e imaginativo;• Usar heurísticas.


Natural Artificial

Capacidade de usar sensores alta baixa

Capacidade de ser criativo e alta baixaImaginativo

Capacidade de aprender com alta baixaa experiência

Capacidade de ser adaptativo alta baixa

Capacidade de suportar os alta baixacustos de adquirir inteligência

Inteligência Natural x Inteligência Artificial


Capacidade de usar diversas fontes de informações Alta Alta

Capacidade de adquirir grandequantidade de informações externas Alta Alta

Capacidade de efetuar cálculosComplexos Baixa Alta

Capacidade de transferir informações Baixa Alta

Capacidade de efetuar um série decálculos rapidamente e com precisão Baixa Alta


Robótica21Sistemas de Informação - FATEC SP

Objetivos e Previsões


Sistema de Visão e Percepção


Robô NAO


Sistemas de Aprendizado


www.20q.net27Sistemas de Informação - FATEC SP

Retroprojetor


AI Simbólica x AI Conexionista


Redes Neurais


Estrutura semelhante ao cérebro


Funcionamento


Estrutura


Sistemas Especialistas


O que são?

São sistemas que replicam a decisão humana para problemas pontuais e bem definidos.


Para que servem?

Basicamente, para permitir ao usuário do sistema ter o desempenho de um especialista na resolução de um determinado problema;


Qual a diferença em relação à SIs Convencionais?

Sistema Convencional: a solução de problemas é buscada quase sempre a partir de resoluções algorítmicas com base em cálculos numéricos;

Sistema Especialista: as soluções são buscadas já a partir do raciocínio simbólico.

www.eps.ufsc.br/disserta98/maia/cap3a.html


http://www.eps.ufsc.br/disserta98/maia/cap3a.html

SEs - Características

Vantagens

Podem lidar com incerteza e informações imprecisas utilizando de probabilidade e heurística;

Podem apresentar comportamento inteligente e extrair conclusões de relacionamentos complexos;

Podem explicar seu raciocínio e o porque de suas decisões/sugestões;


SEs – Características

Desvantagens

Por ser pouco utilizado pelas organizações, os SEs geralmente não são amplamente testados;

São difíceis de usar e manter;

São limitados a problemas estreitos ou muito específicos;

Não podem refinar seu próprio conhecimento;

Podem ter altos custos de desenvolvimento;

Levantam questões ÉTICAS.


SEs - Características

Desvantagens

Possibilidade de erros: Como a fonte fundamental do conhecimento de um SE é um especialista humano, se houver falha ou o conhecimento for incompleto, o SE será negativamente afetado;

Podem ter altos custos de desenvolvimento;


Por que usar um SE?

Alto retorno potencial ou redução significativa de risco;

Retorno mais consistente e mais rápido do que os especialistas humanos;

Captura e preservação de material humano insubstituível;

Experiência humana disponibilizada para o uso de uma grande quantidade de pessoas;


SEs - Recursos

Definição estratégica de objetivos;

Planejamento;

Projeto;

Tomada de decisões;

Controle e monitoramento de qualidade;

Diagnóstico.


SEs - Recursos

Definição Estratégica de objetivos

Um SE pode: Sugerir objetivos estratégicos; Analisar pontos fortes da organização; Identificar oportunidades de mercado; Medir poder e posição dos concorrentes;


SEs - Recursos

PlanejamentoA capacidade de atingir objetivos gerais corporativos, o impacto do uso dos recursos organizacionais e as formas como os planos específicos ajudam uma organização a competir no mercado, podem ser analisadas com a ajuda de um SE e esses dados podem ajudar a definir o planejamento da empresa.


SEs - Recursos

Projeto

Um SE pode ajudar no desenvolvimento de um produto com base no julgamento e entendimento do mercado consumidor.


SEs - Recursos

Tomada de Decisões

Um SE age como um conselheiro, exibindo qual a melhor decisão a ser tomada e quais informações o levaram a constatar isso.


SEs - Recursos

Monitoramento de qualidade

Medir a qualidade de produtos e serviços, determinar se um sistema computacional está funcionando como o esperado e determinar a eficácia de determinados serviços, são algumas das funções do recurso de monitoramento de qualidade do SE.


SEs - Recursos

Diagnóstico

A partir do monitoramento da situação, os SEs podem identificar problemas e suas causas e sugerir possíveis soluções.


Netflix

Criada em 1997, a Netflix é uma empresa americana de locação de filmes;

Tem 1644 funcionários;

Seu site recebe 75 milhões de acessos diariamente.

Lucro líquido anual de U$ 115.9 milhões.


Netflix – Nível 1

Sistema Informatizado

Controle de Logística

Usuário


Netflix – Nível 2

“Cinematch”

SPT

ERP

Base de Dados


SEs - Componentes

Recursos para explicações

Máquina de Inferências

Interface com o usuário

Recursos para aquisição de

conhecimento

UsuárioEspecialistas

Base de Conhecimento


SEs – Componentes


Armazena todos os elementos relevantes: informações, dados, regras, casos e relacionamentos utilizados pelo SE.Base de dados

Dados Brutos

Suporte a informações e decisões

Informações


Padrões e relacionamentos


SEs – Componentes

Características da Base de conhecimento

Uso de regras;

Uso de lógica difusa;

Uso de casos;



SEs – Componentes

Recursos para aquisição do conhecimento

Seu objetivo geral é oferecer recursos convenientes e eficientes capturar e armazenar as regras e dados da base de conhecimento. Para isso, o SE pode apresentar menus para que o próprio usuário faça pequenas parametrizações na base.

Base de Conheciment

o

Recursos para aquisição de

conhecimento

Especialista


SEs – Componentes

Máquina de Inferência

O objetivo geral de uma máquina de inferência é buscar informações e relacionamentos na base de conhecimentos e oferecer respostas, sugestões ou previsões, assim como faria um especialista humano. Por exemplo sugerir vídeos com base nos outros já escolhidos pelo usuário.


Inferência

“Os Bons Companheiros – (1990)”


Inferência

“Os Bons Companheiros – (1990)” “Casino – (1995)”


Ind

icaçõ

es

“O Poderoso Chefão III – (1990)”

Inferência


Inferência

Ind

icaçõ

es

“Taxi Driver – (1976)”


Ind

icaçõ

es

“Os Infiltrados – (2006)”

Inferência


SEs – Componentes

Recursos para explicações

Permite ao usuário entender como o SE chegou às conclusões ou resultados.


Recursos para explicação

Mesmo Gênero


Mesmo Gênero

Mesmo Ator



Mesmo Gênero

Mesmo Ator

Mesmo Diretor



SEs – Componentes

Recursos para aquisição de conhecimento

Seu objetivo é oferecer formas eficientes de capturar e armazenar os componentes da base de conhecimento.


SEs – Desenvolvimento

Os sistemas especialistas exigem uma abordagem sistemática de desenvolvimento. Isso inclui determinar requisitos para o SE, escolher especialistas da área investigada, construir os componentes e manter e revisar o sistema como um todo.


SEs – O Processo de Desenvolvimento

Determinar requisitos

Identificar especialistas

Construir componentes do sistema especialista

Implementar Resultados

Manter e revisar Sistema


SEs - Envolvidos no processso de desenvolvimento

Especialista de domínio: É o especialista na área do SE.

Engenheiro do conhecimento: É o profissional experiente no projeto, desenvolvimento e implemntação de um SE.

Usuário de conhecimento: É o usuário que utilizará o SE e será beneficiado com o conhecimento disponibilizado por ele.


SEs - Envolvidos no processso de desenvolvimento

Sistema Especialista

Especialista de domínio

Engenheiro do conhecimento

Usuário do conhecimento


Realidade Virtual


O que é?

É uma tecnologia que simula um ambiente, incluindo imagens, sons e sensações do mundo simulado.


Origem Embora o conceito tenha sido

proposto em meados da década de 50, a realidade virtual foi comercializada pela primeira vez por Jaron Lanier, em 1989;

Sistemas de Informação - FATEC SP 92

“Estava interessado em achar um novo meio de melhorar a comunicação das pessoas com a matemática. Sempre achei o tema apaixonante. A matemática é fácil e humana como a música. A maioria das pessoas tem dificuldade em entendê-la, pois usamos a linguagem errada. Assim, comecei a tentar achar uma linguagem visual. No processo de construir máquinas tentei expressar a matemática no que foi possivelmente o primeiro sistema completo de realidade virtual.”

Jaron Lanier


RealidadeVirtual

Não-Imersiva


O que é?

A realidade virtual não-imersiva é realizada com o uso de monitores comuns, onde o usuário manipula o ambiente virtual através de dispositivos de entrada (sensor infravermelho, por exemplo).


Medicina

Utilização de realidade virtual em ramos da medicina como:

• Ensino;• Simulação de cirurgias;• Cirurgias presenciais.


Medicina


Medicina Simulador de coleta de medula

óssea; Software dotado de dispositivos

que possibilita ao médico simular uma coleta em crianças.


Comunicação e acessibilidade

Projetos que utilizam a realidade virtual para traduzir a linguagem de sinais de surdos-mudos, como o TLIBRAS.


Entretenimento

Setor promissor da realidade virtual, onde empresas investem cada vez mais na tecnologia, em busca de avanços e novos clientes.


Entretenimento


Dispositivos


Visão Estereoscópica

Projeção de duas imagens de pontos de observação ligeiramente diferentes para cada olho, interpretadas pelo cérebro, proporcionando a visão em três dimensões.


Interface Háptica

Proporciona sensação de toque e outras sensações físicas no mundo virtual. Com o uso de uma luva ou algum sensor, o computador localiza a mão do usuário e mede seus movimentos.


Interface Háptica


BOOM

Binocular Omni-Orientation Monitor

Consiste em um display montado em um braço mecânico, permitindo ao usuário uma visão estereoscópica.


BOOM


HMD

Head Mounted Display

Dispositivo que possui um visor direcionado para cada olho e monitora a posição e a direção da visão do usuário.


HMD


CAVE

Cave Automatic Virtual Environment

Pequena sala onde paredes, chão e teto funcionam como monitores. Com o uso de óculos, o usuário entra em um ambiente onde as imagens são projetadas estereoscopicamente.


CAVE


RealidadeVirtual

Imersiva


O que é?

O conceito de realidade virtual imersiva baseia-se na capacidade de proporcionar ao usuário a sensação de estar dentro de um ambiente simulado e permiti-lo interagir com esse meio.


Educação

Permite experiências com o conhecimento de forma interativa e imersiva, como, por exemplo, visitar virtualmente um lugar que talvez nunca fosse explorado no mundo real.


Educação

No Brasil temos, por exemplo, a Caverna Digital, um complexo sistema que possibilita ao usuário interagir com um mundo sintético, criado pelo Laboratório de Sistemas Integráveis da USP para fins educacionais.


Educação

Devido ao alto custo de implementação, a Caverna Digital é pouco acessível por entidades educacionais. Foi então criada a Gruta Digital, um sistema baseado na Caverna, porém, a um custo muito menor.


Educação


Treinamento VAMS (Virtual Aircraft Modeling and

Simulation), projeto da NASA de simulação de voos em aeronaves.


Treinamento


RealidadeAumentada


O que é? A realidade aumentada funciona

através da sobreposição do mundo virtual com a realidade, proporcionando dados e informações através de recursos visuais.


Manutenção Empresas empregam realidade

aumentada como forma de aumentar a precisão em reparos, diminuindo os riscos de erro;

A BMW, empresa automobilística, tem projetos de manutenção de carro baseados nessa tecnologia.


Manutenção


Educação

Na área da educação, a realidade aumentada já é empregada em livros didáticos, para que o aluno possa interagir com a matéria.


Educação


Entretenimento A realidade aumentada está sendo

explorada cada vez mais pelos setores de entretenimento;

Hoje, é possível encontrar desde grandes demonstrações do poder da realidade aumentada, quanto pequenas amostras, encontradas até mesmo em latas de refrigerante.


Entretenimento


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