Inteligență Artificială

Capitolul 1: Introducere în I.A.

I.A. este un domeniu al Informaticii care are ca scop dezvoltarea unor maşini, calculatoare,

"inteligente", adică care să fie capabile să rezolve probleme pentru care metodele clasice de

rezolvare, de calcul pur şi simplu, nu sunt eficace şi/sau aplicabile.

O astfel de definiţie pune mai multe întrebări decât oferă răspunsuri. Ce înţelegem prin

metode convenţionale?

O metodă convenţională de rezolvare a unei probleme presupune respectarea unui algoritm,

adică se urmăreşte o secvenţă fixă de paşi, chiar dacă această secvenţă include şi salturi, dar şi

acestea sunt prestabilite.

Să luam ca exemplu rezolvarea ecuaţiei de gradul doi: ax2+bx+c=0, x necunoscuta, a, b, c

constante. De câteva secole formula de rezolvare este :

a

x x b b ac

2

, 4

2

1 2

− + −

=

Un program va cere operatorului, de la consolă, valorile constantelor a, b, c, apoi va calcula

după formulă valorile numerice ale rădăcinilor şi în final va afişa aceste valori pe display. Un

astfel de program nu se încadrează în ceea ce se numeşte Inteligenţă Artificială, oricare ar fi

viteza sau precizia de calcul. Totuşi nu trebuie înţeles din acest exemplu ca opusul inteligenţei

artificiale ar fi "prostia naturală". Programul de mai sus constă în derularea parametrizată a

unei secvenţe fixe de operaţii elementare: adunare, scădere, înmulţire, extragere rădăcină

pătrată.

I.A. este sinonimă unei abordări nealgoritmice. Ea se aplică acolo unde spaţiul cazurilor şi

soluţiilor posibile este atât de vast încât nu se poate imagina o secvenţă fixă de operaţii

elementare care să permită găsirea soluţiei problemei. Putem da un exemplu istoric: problema

jocului de şah. Numărul situaţiilor posibile este de ordinul 10120, ceea ce dă o imagine despre

ceea ar însemna o abordare algoritmică şi ce şanse de câştigare a jocului ar avea un astfel de

program.

Ceea ce se doreşte în Inteligenţa Artificială este să se programeze o deprindere de a "gândi",

"a raţiona" şi deci de a permite programului să dezvolte automat algoritmul adecvat diferitelor

situaţii întâlnite. Termenul de "raţionament" implică două concepte fundamentale.

- reprezentarea cunoştiinţelor relative la domeniul de aplicaţii avut în vedere. Termenul

"reprezentare" subînţelege şi aspectul legat de "achiziţia" cunoştiinţelor (percepţie sau

învăţare)

- exploatarea cunoştiinţelor pentru a lua decizii (secvenţe) adecvate la momentul

oportun.

CURS 1 IA 2008/2009 2/5

Putem include în domeniul I.A. următoarele subdomenii:

- rezolvarea problemelor,

- achiziţia şi interpretarea sunetelor şi imaginilor,

- demonstraţia teoremelor,

- programare automată,

- generarea de planuri de activităţi,

- jocuri,

- interpretarea limbajului natural,

- sisteme expert.

Chiar dacă la o primă vedere această enumerare poate părea ciudată totuşi subdomeniile de

mai sus au ca puncte comune multiple aspecte legate de reprezentarea şi exploatarea

cunoştiinţelor relative la plicaţiile abordate.

Capitolul 2: Metode de rezolvare a problemelor

Problemele complexe, de exemplu conducerea mişcării unui robot pe traiectorie fără

obstacole sau conducerea adaptivă a unui bioreactor, nu pot fi rezolvate fără a face apel la

tehnici de I.A. Vom prezenta în continuare o clasă particulară de astfel de tehnici.

2.1 Spaţiul stărilor

Atunci când se doreşte rezolvarea unei probleme complexe trebuie avute în vedere un număr

de operaţii diferite:

- definirea spaţiului stărilor pentru problema respectivă, adică un ansamblu care

cuprinde toate stările (sau cazurile, sau configurările) posibile pentru domeniul de

aplicabilitate investigat.

- specificarea unuia sau a mai multor stări de la care poate pleca procesul de rezolvare a

problemei. Această stare va fi starea iniţială a problemei.

- specificarea uneia sau mi multor stări care constituie soluţia problemei puse. Acestea

vor fi stările finale ale problemei.

- definirea unui ansamblu de operatori care să descrie acţiunile care pot fi efectuate în

procesul de rezolvare în vederea atingerii uneia dintre stările finale plecând de la starea

iniţială.

Problema pusă este deci rezolvată aplicând operatorii şi deplasându-se în spaţiul stărilor pe un

drum care pleacă dintr-o stare iniţială şi duce într-o stare finală. Acest proces de căutare

(search) este fundamental în rezovarea problemelor. Alegerea operatorilor se face în funcţie

de o strategie de control, despre care se va vorbi mai târziu.

Dacă în continuare vom utiliza termenii de operatori sau acţiuni sau reguli (de producţie)

atunci ne vom referi practic la acelaşi lucru.