Información Básica
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Créditos: 3
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Horas de trabajo acompañado: 5 / semana (3 horas clase, 2 horas taller)
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Horas de trabajo independiente: 4 / semana
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Pre-requisitos:
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Tipo de curso: Núcleo de Formación Fundamental.
Descripción del Curso
Las técnicas de Inteligencia artificial están presentes en una variedad de aplicaciones computacionales actuales, ya que contribuyen a mejorar su capacidad de interacción, de razonamiento o de actuación. Estas soluciones son más útiles para las personas bien sea porque ofrecen una forma de interacción más natural o porque permiten resolver problemas más complejos al exhibir comportamientos avanzados como la capacidad de deducir nuevo conocimiento, decidir autónomamente un curso de acción para alcanzar un objetivo, o aprender de su experiencia. El propósito de este curso es acercarnos a las técnicas que subyacen al desarrollo de los sistemas inteligentes para estar en capacidad de aplicarlas; también identificar las capacidades actuales y los problemas aun no resueltos en el área; construir una opinión informada sobre el nivel de inteligencia de los sistemas inteligentes actuales y finalmente, identificar el potenciar innovador de la utilización de estas técnicas en los productos de software que la sociedad demanda de manera creciente.
Objetivos
Al finalizar el curso los participantes podrán:
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Definir qué es un comportamiento inteligente.
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Argumentar sobre las consideraciones filosóficas y éticas del desarrollo de sistemas inteligentes.
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Diseñar un sistema basado en agentes.
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Identificar las ventajas y desventajas de diferentes técnicas de búsqueda para aplicarlas a la solución de una tarea específica.
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Plantear un problema dado para ser resuelto como problema de satisfacción de restricciones o dar un argumento claro que explique porqué, en caso que esto no sea posible.
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Implementar un algoritmo genético.
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Identificar las ventajas y desventajas de los siguientes modelos estocásticos: redes de Bayes, cadenas de Markov, modelos ocultos de Markov, gramáticas estocásticas.
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Dada una tarea específica, argumentar cuál de las técnicas estocásticas mencionadas puede ser más adecuada para modelarla.
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Aplicar una técnica estocástica al modelado de un problema específico.
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Deducir una expresión del cálculo de predicados a partir de una base de conocimiento expresada del mismo modo, usando el método hacia delante.
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Deducir una expresión del cálculo de predicados a partir de una base de conocimiento expresada del mismo modo, usando el método hacia atrás.
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Deducir una expresión del cálculo proposicional a partir de una base de conocimiento expresada del mismo modo, usando el método de resolución.
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Implementar cualquiera de los tres métodos de deducción mencionados usando programaciùn funcional.
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Definir las métricas de evaluación de clasificadores: sensitivity, specificity y accuracy; curvas ROC.
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Evaluar un clasificador con respecto a las métricas indicadas en el punto anterior.
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Evaluar qué técnica de aprendizaje supervisado es la más indicada para abordar una tarea específica, considerando: clasificador lineal, red neuronal artificial, máquina de vectores de soporte.
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Evaluar qué técnica de aprendizaje no supervisado es la más indicada para abordar una tarea específica, considerando: aprendizaje EM, k vecinos más cercanos, mapas autoorganizados.
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Implementar una técnica de aprendizaje automático en programaciùn funcional.
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Definir en qué consiste el problema de sobreentrenamiento (overfitting)
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Definir en qué consiste la maldición de la dimensionalidad y explicar qué se debe hacer para minimizar su impacto en un sistema de aprendizaje automático.
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Argumentar su opinión propia frente a la capacidad de desarrollar sistemas computacionales que exhiban formas de comportamiento inteligente y a la oportunidad de construirlos.
Se desarrollan competencias en
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Expresión oral y escrita
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Aprendizaje para toda la vida
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Programación funcional
Contenido
Capítulo 1: Introducción
Sesión | Horas teóricas | Prácticas acompañadas | Temas | Profundidad | Bibliografía |
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1 | 1,5 | 1 | Presentación del curso, sistemas inteligentes actuales, qué es un comportamiento inteligente?, características de un sistema inteligente | Familiaridad | [1 caps 1][2 caps 1] |
2 | 1,5 | 1 | Determinar las características de un problema dado que se pueden resolver con un sistema inteligente | Assessment | [2 caps 1] |
3 | 1,5 | 1 | Diseño de agentes computacionales | Uso | [2 caps 1] |
4 | 1,5 | 1 | Diseño de agentes computacionales | Uso | [2 caps 1] |
Total de Horas: 10.
Capítulo 2: Solución de Problemas Mediante Búsqueda
Sesión | Horas teóricas | Prácticas acompañadas | Temas | Profundidad | Bibliografía |
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5 | 1,5 | 1 | Búsqueda exhaustiva | Uso | [2 caps 3][1 caps 3, 4] |
6 | 1,5 | 1 | Búsqueda heurística | Uso | [2 caps 3][1 caps 3, 4] |
7 | 1,5 | 1 | Búsqueda minimax para juegos de dos jugadores, poda alfa-beta | Familiaridad | [1 caps 5] |
8 | 1,5 | 1 | Búsqueda por satisfacción de restricciones | Uso | [2 caps 4][1 caps 6] |
9 | 1,5 | 1 | Búsqueda local | Uso | [2 caps 3] |
10 | 1 | 1,5 | Comparación entre métodos de búsqueda, implementación | Evaluación |
Total de Horas: 15.
Capítulo 3: Representación del conocimiento
Sesión | Horas teóricas | Prácticas acompañadas | Temas | Profundidad | Bibliografía |
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11 | 1,5 | 1 | Razonamiento probabilístico: repaso de probabilidad condicional, teorema de Bayes | Uso | [1 caps 13, 14][2 caps 6] |
12 | 1,5 | 1 | Redes de Bayes, método de Montecarlo | Uso | [1 caps 15] |
13 | 1,5 | 1 | Cadenas de Markov | Uso | [1 caps 15] |
14 | 1,5 | 1 | Modelos ocultos de Markov | Uso | [1 caps 15] |
15 | 1,5 | 1 | Comparación de técnicas estocásticas | Evaluación | [1 caps 15] |
16 | 1,5 | 1 | Razonamiento deductivo, repaso cálculo proposicional y de predicados | Uso | [2 caps 5] |
17 | 1,5 | 1 | Teorema de resolución en cálculo proposicional | Uso | [1 caps 7][2 caps 5] |
18 | 1,5 | 1 | Deducción hacia delante en cálculo de predicados | Uso | [1 caps 8,9] |
19 | 1,5 | 1 | Deducción hacia atrás en cálculo de predicados | Uso | [1 caps 8,9] |
20 | 1,5 | 1 | Implementación de métodos de deducción | Uso | [1 caps 8,9] |
21 | 1,5 | 1 | Taller sobre deducción automática | Uso | [1 caps 8,9] |
Total de Horas: 27,5.
Capítulo 4: Aprendizaje automático
Sesión | Horas teóricas | Prácticas acompañadas | Temas | Profundidad | Bibliografía |
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22 | 1,5 | 1 | Conceptos básicos: aprendizaje inductivo, estrategias: supervisada, no supervisada, por refuerzo | Familiaridad | [2 caps 7][1 caps 18] |
23 | 1,5 | 1 | Planteamiento de una tarea para ser resuelta mediante aprendizaje automático. Diferencia entre aprendizaje inductivo y deductivo | Uso | [1 caps 18] |
24 | 1,5 | 1 | Planteamiento de una tarea para ser resuelta mediante aprendizaje automático. Diferencia entre aprendizaje inductivo y deductivo | Uso | [1 caps 18] |
25 | 1,5 | 1 | Implementación del clasificador ingenuo de Bayes. Métricas de evaluación del desempeño de un clasificador. El problema de sobreentrenamiento, la maldición de la dimensionalidad | Uso | [1 caps 18] |
26 | 1,5 | 1 | Aprendizaje estadístico, máxima verosimilitud | Familiaridad | [1 caps 15] |
27 | 1,5 | 1 | Aprendizaje supervisado: árboles de decisiones, redes neuronales artificiales | Familiaridad | [1 caps 15] |
28 | 1,5 | 1 | Aprendizaje no supervisado: mapas autoorganizados, k-vecinos más cercanos | Familiaridad | [1 caps 15] |
29 | 1,5 | 1 | Aprendizaje por refuerzo, maximización de la utilidad acumulada | Familiaridad | [1 caps 15] |
30 | 1,5 | 1 | Evaluación del desempeño de clasificadores: métricas de desempeño | Familiaridad | [1 caps 15] |
31 | 2,5 | Primer parcial | |||
32 | 2,5 | Segundo parcial |
Total de Horas: 27,5.
Uso de material en exámenes
Asistencia
Bibliografía
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Russell Stuart, Norving Peter. Artificial Intelligence, A Modern Approach. Ed 3. Prentice Hall. 2010.
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Poole L. David, Mackworth Alan K. Artificial Intelligence. Fundations of Computer Agents. Cambridge University Press. 2010.
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O’Hare G.M.P, Jennings N.R. Foundations od distributed artificial intelligence. Johm Wiley & Sons. 1996.
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Duda Richard O, Hart Peter E, Sork David G. Pattern classification. John Wiley & Sons. 2ed. 2001.
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Webb Andrew R. Statistical pattern recognition. John Wiley & Sons. 2ed. 2002.
Instalaciones
Salón de clase con computador y proyector. Laboratorio de Ingeniería de Sistemas y Computación.