1. ESPECIFICACIONES GENERALES
Nombre del Curso |
: INTELIGENCIA ARTIFICIAL |
Código del Curso |
: 207008 |
Duración del Curso |
: 17 semanas
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Forma de Dictado
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: Técnico - experimental |
Horas semanales
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: Teoría: 3h –Laboratorio:2h
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Naturaleza
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: Formación profesional |
Número de créditos |
: Cuatro (04) |
Prerrequisitos |
: 205007 – Investigación Operativa I |
Semestre académico |
: 2012-I |
Coordinador |
: Hugo Vega |
Profesores : |
· Hugo Vega
· David Mauricio
· Rolando Maguiña
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2. SUMILLA
La Inteligencia Artificial, conceptos, paradigmas y aplicaciones en la industria y servicios. Representación del conocimiento. Representación de problemas de IA como búsqueda en el espacio de estado. Métodos de búsqueda ciegos e informados. Juegos inteligentes hombre-máquina. Sistemas expertos, arquitectura, taxonomía y aplicaciones. Motor de Inferencia. Ingeniería de conocimiento, conceptos, evolución, Metodología CommonKADS. Calidad y Validación de Sistemas Expertos, Introducción a Machine Learning (Aprendizaje Automático) y heurísticas.
3. OBJETIVO GENERAL
Los estudiantes adquirirán conocimientos del área de Inteligencia Artificial en general y desarrollarán aspectos básicos en el desarrollo de juegos inteligentes y de sistemas expertos, y su aplicación en la resolución de problemas inteligentes en los sectores de la industria y de servicios.
4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar el curso el alumno será capaz de:
1. Comprender que es la Inteligencia Artificial y la complejidad de sus problemas.
2. Representar y resolver problemas de juego humano - máquina a través de técnicas de búsqueda en un espacio de estado.
3. Conocer las diferentes estrategias de búsqueda a ciegas e informados.
4. Diseñar y desarrollar software de juegos inteligentes con interacción hombre-máquina y que usen técnicas de inteligencia artificial.
5. Comprender qué son los sistemas expertos y saber cuándo usarlos.
6. Conocer que es la Ingeniería de Conocimiento y un método para el desarrollo de sistemas basados en el conocimiento
7. Evaluar la calidad de la solución de sistemas expertos.
8. Diseñar y desarrollar sistemas expertos basados en diversos motores de inferencias (métodos de encadenamiento), considerando criterios de calidad.
9. Conocer los conceptos de machine learning y de heurísticas, su importancia y sus aplicaciones en la industria y servicios.
5. Contenido del Curso
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Semanas
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Temas |
Trabajos de Clase |
1º |
Clasificación de problemas algorítmicos
-
Presentación del curso.
- Clasificación de problemas algorítmicos, problemas P y NP.
- Problemas de decisión, localización y optimización.
Descripción de algunos problemas NP-difícil.
Referencias: [1]Capitulo 3
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2º |
Fundamentos de la Inteligencia Artificial
-
Definición de la Inteligencia Artificial. Máquina inteligente.
-
Diferencia entre sistemas operacionales y sistemas inteligentes.
- Revisión de los
lenguajes de la inteligencia artificial.
- Aplicaciones en la industria y servicios.(robótica,
planificación, gestión de desperdicios)
- Test de Turing
Referencias: [1]Capitulo 1, [2]Capitulo 1,
[10]Capitulo 1, [10]Capitulo 2
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3º |
Métodos de busqueda en un espacio de estados
-
Definición de problemas de la IA como problemas de búsqueda en un espacio de estado.
- Representación de problemas de juegos humano - máquina.
Referencias: [1]Capitulo 3, [3]Capitulo 2,
[4]Capitulo 3,
[11]Capitulo 2 Sub 3B,
[11]Capitulo 2 Sub 3C
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4º |
Métodos de búsqueda a ciegas
-
Métodos de búsqueda ciega: amplitud, profundidad y no determinista.
Referencias: [1]Capitulo 4, [2]Capitulo 5,
[3]Capitulo 3, [4]Capitulo 5, [9]Capitulo
9
[11]Capitulo 3
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5º |
Métodos de búsqueda informados
-
Métodos que usan información adicional: primero el mejor, ascenso a la colina, ramificación
y acotación.
Referencias: [1] Capítulo 4, [2] Capítulo 5,
[3] Capítulo 3, [4] Capítulos 5 y 6.
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6º |
Métodos de búsqueda para juegos Hombre - Máquina
-
Métodos MIN-MAX para desarrollar juegos inteligentes hombre-máquina.
Referencias: [1]Capitulo 6, [2] Capítulos 5
y 6, [3] Capítulos 3 y 12, [4] Capítulos
5 y 6.
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7º |
Fundamentos de sistemas expertos
-
Definición de Sistemas Expertos.
-
Arquitectura de un sistema experto.
- Taxonomía y aplicaciones de los sistemas expertos.
Requisitos para el desarrollo de sistemas expertos y ventajas del uso de sistemas
expertos.
- Algunos problemas basados en el conocimiento.
Referencias: [10]Capitulo 2A, [10]Capitulo 2B, [11]Capitulo 3
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8º |
EXAMEN PARCIAL
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9º |
Presentación de trabajos computacionales
- Los alumnos mostrarán sus habilidades en cuanto al desarrollo
de software de juegos inteligentes basados en técnicas de búsqueda. Se deberá presentar
un informe y un software, y deberán exponer sus trabajos.
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10º |
Ingeniería de conocimientos
- Introducción.
- Adquisición de conocimiento.
- La metodología CommonKADS.
-
Diseño de Sistemas Expertos (SE).
- Ciclo de vida de un
SE.
Referencias: [12]Capitulo 5 Subcapitulo 5.1
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11º |
Adquisición de Conocimiento
- Adquisición de conocimiento.
- Construcción de la base de hechos y base de conocimiento.
- Estructuras de representación de conocimientos (reglas
de inferencias, frames, objects, redes semánticas,lógica de predicados).
Referencias: [10]Capitulo 4 subcapitulo C
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12º |
Desarrollo de sistemas expertos basados en reglas
- Construcción de la base de hechos y base de conocimiento.
- El motor de inferencia.
-
Los métodos de encadenamiento regresivo, progresivo
y reversibilidad. Técnicas de equiparación, el algoritmo RETE.
- Técnicas de resolución de conflictos.
Referencias: [3]Capitulos 3, [3]Capitulos 1_A,[3]Capitulos 1_B
7, [6]Capitulo 3, [7]Capitulo 3.
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13º |
Calidad y validación de sistemas expertos
-
Principales errores en el desarrollo de un sistema experto. Calidad de un sistema
experto. Validación de sistemas inteligentes, métodos cuantitativos
de validación.
- Eficiencia y error de sistemas expertos. Revisión de
la funcionalidad del SE del 2do trabajo.
- Tareas: ejercicios sobre calidad y validación de SE,
validar el sistema propuesto del 2do trabajo.
Referencias: [7]Capitulo 21
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14º |
Introducción a Machine Learning (Aprendizaje
Automatico) y heurísticas
- Conceptos de aprendizaje y de machine learning.
- Sistemas experto vs machine learning.
- Técnicas de aprendizaje y fases de desarrollo de machine
learning.
- Aplicaciones de machine learning en la industria y servicios.
- Conceptos de heurísticas y meta-heurísticas. Algoritmos exactos vs algoritmos heurísticos.
- Técnicas heurísticas y meta-heurísticas. Problemas de
optimización combinatoria en la industria y servicios.
Referencias: [5]Capitulos 1 y 2
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15º |
Presentación de trabajos computacionales
- Los alumnos mostrarán sus habilidades en cuanto al desarrollo
de sistemas expertos y sus aplicaciones en los sectores de la industria y servicio.
Los alumnos presentarán un informe y un software.
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16º |
EXAMEN FINAL
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6. LABORATORIO:
Durante las sesiones de laboratorio se desarrollarán la programación básica en un lenguaje de inteligencia artificial sea LIPS (o una variante de ella) o CLIPS y esta se orientará al desarrollo de sistemas expertos basados en reglas. También en las sesiones de laboratorio se podrá evaluar el avance de los trabajos.
7. METODOLOGÍA
El curso se desarrolla a través de actividades teórico – prácticas, dando énfasis a aplicaciones en la industria y servicios. Los estudiantes, organizados en equipos de 3 desarrollarán dos trabajos computacionales. Durante las sesiones de teoría se discutirán la resolución de problemas propuestos. Durante las sesiones de laboratorio se evaluará el avance de los trabajos computacionales y el proceso de aprendizaje de un lenguaje de inteligencia artificial.
8. EVALUACIÓN
El Promedio Final (PF) se determina de la forma siguiente:
PF = 0.025(CL1 + CL2 + CL3 + CL4) + 0.075(TB1 + TB2) + 0.15*LA + 0,30*(EA +EB)
Donde:
CLx: Controles de Lecturas (CL1, CL2, CL3 y CL4)
TB1: Trabajo Grupal (Juegos Inteligentes Hombre – Máquina)
TB2: Trabajo Grupal (Sistemas Expertos)
EA: Examen Parcial
EB: Examen Final
LA: Laboratorio
El alumno podrá sustituir la nota del examen parcial o final siempre que no haya podido dar alguno de estos examenes. Solo serán evaluados los alumno que presentan 70% o más de asistencia.
9. BIBLIOGRAFIA
[1]. STUART, RUSSELL; PETER, NORVIG - 1996 Inteligencia artificial, un enfoque moderno. Ed Prentice Hall.ISBN 0-13-103805-2
[2]. PATRICK, WINSTON - 1984 Inteligencia Artificial. Ed. Addison-Wesley ISBN 0-201-51876-7
[3]. ELAINE, RICH - 1988 Inteligencia Artificial. Ed McGraw-Hill ISBN 0-07-450364-2
[4]. DAVID, MAURICIO - 2000 Apuntes de Inteligencia Artificial.
[5]. BONIFACIO, MARTIN; ALFREDO, SANZ - 2002 Redes Neuronales y Sistemas Difusos. Ed. Alfaomega ISBN 84-7897-466-0
[6]. JOSEPH GIARRATANO - GARY RILEY - 2001 Sistemas Expertos, principios y programación. Ed. Ciencias Thomson ISBN 970-686-059-2
[7]. JOSÉ PALMA M., ROQUE MARIN M. - 2008 Inteligencia artificial, técnicas métodos y aplicaciones. Ed. Mc Graw Hill ISBN 978-84-484-5618-3
[8]. JOSE R. HILERA, VICTOR J. MARTINE. - 2000 Redes neuronales artificiales, fundamentos, modelos y aplicaciones. Ed. Alfaomega - rama ISBN 978-84-484-5618
[9]. NILS J. NILSON - 2001 Inteligencia artificial, una nueva síntesis. Ed. Mc Graw Hill ISBN 978-84-484-5618-3
[10]. PINO, GOMEZ, DE ABAJO - 2001 Sistemas expertos, redes neuronales artificiales y computacion evolutiva. Ed. Univ de Oviedo ISBN 84-8317-249-6
[11]. ALVAREZ MUÑARRIZ, LUIS - 1994 Fundamentos de Inteligencia Artificial Ed. EDITUM ISBN 84-7684-563-4
[12]. FEDOR DE DIEGO, ALICIA - 1995 Terminologia Teria y Practica Ed. EQUINOCCIO ISBN 980-237-096-7