Sistemas Especialistas, Prolog e Redes Neurais em IA

Definição e Exemplos de Sistemas Especialistas

Sistemas especialistas são programas que têm como objetivo simular o raciocínio de um profissional “expert” em alguma área de conhecimento bem específica.

Um sistema especialista em “câncer de mama” (área específica da medicina) perguntaria certos dados ao usuário e forneceria um diagnóstico acrescido de um aconselhamento profissional sobre o que seria o melhor a fazer nesse caso informado.

Programa em PROLOG: Relações Familiares

Elabore um programa em PROLOG que considere que uma pessoa é irmã de outra se possuem o mesmo pai ou a mesma mãe. Se uma pessoa é tia de outra se a mãe da outra é irmã da primeira. Defina fatos e regras para que se possa perguntar: X é irmã de Y? X é tia de Y?

mulher(fabiana).

homem(jorge).

progenitor(fabiana,cristina).
progenitor(jorge,luis).

mae(M,C) :- progenitor(M,C), mulher(M).
pai(F,C) :- progenitor(F,C), homem(F).

irmaos(X,Y) :- mae(M,X), pai(F,X), mae(M,Y), pai(F,Y), X \= Y.

irma(S,X) :- irmaos(S,X), mulher(S).
irmão(B,X) :- irmaos(B,X), homem(B).

Primo(X,Y):- progenitor(T,X), progenitor(W,Y), irmaos(T,W), T \= W, X \= Y.

Exemplo de pergunta: primo(Jorge,cristina). (Resposta esperada: no)

Redes Neurais e Identificação de Símbolos

Sobre a atividade com identificação de dígitos numéricos e alfabéticos realizada em laboratório, você diria que as redes neurais podem ser fácil ou dificilmente treinadas para identificar quaisquer formatos e aparências desses mesmos símbolos? Por que?

R: Podem ser facilmente treinadas, pois ao introduzir padrões nas redes neurais, o sistema estará previamente programado para reconhecer quaisquer formatos. A Rede Neural funciona como um computador programável, ou seja, dê as premissas e as respostas que ele, ao ser indagado, buscará em seu “banco de dados” o padrão a ser seguido e, consequentemente, a resposta.

Classificação de Animais em PROLOG

Fatos e regras para classificação de animais (peixe, réptil, ave ou mamífero):

% Animais: peixe, reptil, ave ou mamifero
poe_ovos(papagaio).
poe_ovos(jacare).
poe_ovos(cobra).
poe_ovos(lagarto).

nada(baleia).
nada(tubarao).
nada(robalo).

mama(baleia).
mama(morcego).
mama(homem).
mama(cachorro).

voa(papagaio).
voa(morcego).

tem_escamas(robalo).
tem_escamas(tubarao).
tem_escamas(jacare).
tem_escamas(cobra).
tem_escamas(lagarto).

tem_penas(papagaio).

tem_pelos(homem).
tem_pelos(cachorro).

ave(X):- voa(X), poe_ovos(X).
mamifero(X):- mama(X).
peixe(X):- nada(X), tem_escamas(X).
reptil(X):- poe_ovos(X).

Comercialização da Inteligência Artificial (IA)

A IA é uma disciplina com mais perguntas que respostas. Contudo, é possível dizer a partir dos seminários apresentados em sala de aula que a IA está ficando comercial? Por que?

R: Com o avanço da IA, foi visto que muitas coisas do cotidiano humano poderiam ser feitas por uma forma automatizadora, e cada vez mais cresceu a necessidade de desenvolver facilitadores para estas necessidades cotidianas. Nasceu assim um mercado amplo para o desenvolvimento desses facilitadores. Ex: Carros inteligentes, aspiradores de pó com sensores de impacto, etc…

Inteligência Artificial Distribuída (IAD)

Na inteligência artificial distribuída, a inteligência não está nos agentes individualmente. Explique.

R: A Inteligência Artificial Distribuída (IAD), com um enfoque diferente da Inteligência Artificial (IA) tradicional, tenta dividir um problema em problemas pequenos e mais simples.

Composição da IAD

Sistemas de Inteligência Artificial Distribuída são a classe de sistemas que permite a vários processos autônomos, chamados agentes, realizarem atos de inteligência global, somente através de processamento local e comunicação interprocessos. Enfim, a meta de sistemas especialistas baseados em conhecimento e distribuídos é poder coordenar atividades de grupo resolvendo problemas que os sistemas compartilham - totalmente ou em parte.

Benefícios da IAD

Os benefícios da IAD são similares aos benefícios derivados de ter um grupo de pessoas trabalhando juntas para resolver problemas. Problemas que são muito extensos para um só especialista resolver podem ser resolvidos por um grupo. Os problemas podem ser resolvidos em partes, por pessoas trabalhando em paralelo.

Vantagens da IAD

• Mais poder de computação ou hardware mais barato;
• Maior segurança e tolerância a falhas;
• Aproveitamento da tecnologia existente.

Lógica Nebulosa (Fuzzy) vs. Lógica Booleana

A lógica nebulosa não substitui a lógica booleana, mas a complementa estabelecendo uma gradação entre o falso e o verdadeiro. Explique.

A lógica difusa ou lógica fuzzy é uma extensão da lógica booleana que admite valores lógicos intermediários entre o FALSO e o VERDADEIRO; por exemplo, o valor médio 'TALVEZ'. Isto significa que um valor lógico difuso é um valor qualquer no intervalo de valores entre 0 e 1.

Regras de Produção no Expert SINTA

O expert SINTA implementa diálogos de entrada e saída para recepção e exibição de valores de variáveis. Fale sobre o formato de regras de produção utilizada pela ferramenta.

O Expert SINTA é uma ferramenta computacional para geração automática de sistemas especialistas. O usuário responde a uma sequência de perguntas, e o sistema encarrega-se de fornecer respostas que se encaixem no quadro apontado pelo usuário.

A estrutura das REGRAS deve obedecer ao seguinte modelo:

• Conectivo: NÃO, E, OU. Sua função é unir a sentença ao conjunto de premissas.
• Atributo: É uma variável. Por exemplo, um atributo “tipo de transporte”, pode assumir os valores pré-definidos [carro, moto, sedam]. Números também podem ser atribuídos a variáveis.
• Operador: É um elo de ligação entre o atributo e o valor da premissa que define o tipo de comparação a ser realizada. São operadores relacionais: =, >, <=, >=, <>, entre outros.
• Valor: É um item de uma lista a qual foi previamente criada e relacionada a um atributo.