M.I.A DANIEL ALEJANDRO GARCA LPEZ SISTEMAS EXPERTOS
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Rich and Knight clasifican y describen las diferentes reas en
que se aplican tcnicas de IA. Comunes( Percepcin, Compresin del
Lenguaje Natural, Razonamiento de sentido comn, Control robtico)
Formales(Juegos, Matemticas) Expertas(Ingeniera, Anlisis Cientfico,
Diagnostico medico, Anlisis financiero)
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Sistemas Expertos Son sistemas de consulta automtica. Proveen
conclusiones expertas acerca de reas especializadas. Aeronaves y
radares Clasificacin taxonomica de una especie particular. Asesorar
en posibles estructuras quimicas Evaluar un yacimiento potencial.
Diagnosticar enfermedades.
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Diseo de Sistemas Expertos Representacin del conocimiento
Impreciso e incierto Representado por un gran conjunto de reglas
Representado en estructuras (frames y scripts) Uso del conocimiento
para llegar a conclusiones. Deduccin basado en reglas Deduccin
probabilistica
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WBS KBS DSS, MISS TPS Volumen Complejidad y sofisticacin
Procesamiento de datos para transacciones bsicas para operaciones
de uso personal Mandos medios utilizan informacin generada a travs
del anlisis y acta en consecuencia. Los altos mandos generan
conocimiento sintetizando informacin Responsables de aplicar
estrategias, principios para generar polticas.
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Dato Son smbolos que representan propiedades de los objetos,
eventos y sus entornos. Son productos de la observacin[Ackoff]
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Datos Informaci n Sabidura Conocimi ento Understanding
Experiencia Novedad Modelos y Heurstica Reglas Conceptos Datos
primarios a travs de la determinaci n de hechos Investigacin
Absorcin Accin Interaccin Reflejo
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Antecedentes historicos Periodo de iniciacin(1940-1965) Periodo
de experimentacin y desarrollo(1965-975) Periodo de
consolidacin(1975-1989) Periodo de resurgimiento(1997-)
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Periodo de iniciacin. Abordaje de problemas elementales o poco
complejos por medio de mtodos y tcnicas de resolucin de propsito
general. Software y hardware inadecuados para la resolucin de
problemas. Formulaciones que incorporaban la experiencia de las
personas sobre un dominio concreto(tcnicas heursticas) nfasis sobre
la incorporacin y manejo de conocimientos disponibles mas que en
tcnicas o mtodos de resolucin
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Periodo de iniciacin DENDRAL: Fue diseado en standford por
Feigenbaum, Buchanan, Lederberg. Colaboraron en la solucin del
problema de inferir una estructura molecular a partir de la
informacin proporcionada por un espectrmetro de masa. La versin ms
simple generaba todas las posibles estructuras que correspondan a
la formula.
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Periodo de experimentacin y desarrollo MYCIN: Fue diseado por
Feigenbaum, Buchanan y el doctor Edwards Shortliffe para el
diagnstico de infecciones sanguneas(450 reglas aprox.). Reglas
obtenidas de entrevistas. Contaba con factores de certeza para
reflejar la incertidumbre inherente a conocimiento mdico. Las
mejoras en las capacidades computacionales permitieron el
desarrollo e implantacin de soluciones expertas a problemas mas
complejos.
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Periodo de experimentacin y desarrollo La importancia del
conocimiento del dominio se demostr tambin en el rea de la
comprensin del Lenguaje Natural. Aunque el sistema SHRDLU de
Winograd haba suscitado mucho entusiasmo, su dependencia del
anlisis sintctico provoc algunos de los mismos problemas que haban
aparecido en los trabajos realizados en la traduccin automtica.
Estudiantes de Winograd opinaron que para una solida comprensin del
lenguaje era necesario contar con un conocimiento general sobre el
mundo y un mtodo general para usar ese conocimiento.
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Periodo de consolidacin Utilizacin de sistemas expertos en gran
cantidad de reas diferentes. Comercializacin masiva de los sistemas
expertos Los sistemas expertos fueron el rea de la inteligencia
artificial ms utilizada.
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Periodo de consolidacin Fueron desarrollados sistemas expertos
para aplicaciones en: Gestin y finanzas: SEUL,AUDITOR,EXPERTAX
Geologa.DIPMITER ADVISOR, LITHO, MUDMAN Comunicaciones: NAVEX
Seguridad industrial: SPILLMAP, FIRECODE Planificacin:ISIS Qumica :
CRYSALIS,C-13, SYNCHEM Medicina: PUFF, MDX, ONCOCIN Militares:
AIRPLAN, ASTA,POLITICS
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Periodo de decadencia La rigidez en las metodologas existentes
para el desarrollo de sistemas expertos hizo que dejaran de ser una
alternativa atractiva para la solucin de problemas en la
industria.
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Periodo de resurgimiento Hibridacin de metodologas de I.A.
Ingeniera de software y tecnologas de informacin y comunicaciones.
Adecuacin de las herramientas de desarrollo de sistemas expertos a
los requerimientos especficos de los problemas a ser
resueltos.
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Sistemas expertos en medicina diagnstico y tratamiento de
enfermedades monitoreo de pacientes en unidades de cuidados
intensivos interpretacin de exmenes de laboratorio asistencia en la
seleccin de terapias apropiadas asistencia en la administracin de
medicamentos interpretacin de imgenes instruccin inteligente en
medicina
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ABEL Fue desarrollado en el MIT. Diagnostica desrdenes
electrolticos y acido-bsico en paciente. Este posee conocimientos
acerca de enfermedades del dominio, asi como de los sntomas que
esta producen. ABEL utiliza un modelo causal acerca de las posibles
enfermedades presentes en el paciente para controlar la interaccin
con el mdico y orientar el proceso de razonamiento diagnostico. En
ABEL el conocimiento es representado con una red semntica, mediante
la cual se especifican las relaciones causa-efecto entre
enfermedades y hallazgos.
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AI/RHEUM Fue desarrollado en la escuela de medicina de la
universidad Missouri. Brinda ayuda al mdico en el diagnstico de
enfermedades de tejido conectivo, en el dominio de la reumatologa
clnica. El sistema utiliza los sntomas y los resultados de
laboratorios obtenidos del paciente para proporcionar asistencia en
el diagnstico de enfermedades del dominio(siete enfermedades). El
conocimiento contenido en AI/RHEUM es obtenido desde expertos
mdicos en reumatologa, est es representado utilizando reglas de
produccin y la inferencia es alcanzada mediante encadenamiento
hacia adelante.
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ANGY Fue desarrollado en la universidad de Pennsylvania. Brinda
ayuda al mdico en el diagnostico del estrechamiento de los vasos
coronarios, a partir de la identificacin y aislamiento de vasos
coronarios en el angiograma. ANGY inicia procesando angiogramas
digitales de vasos coronarios con el objetivo de hacer una
extraccin de rasgos inciales (lneas y regiones). El conocimiento
mdico de ANGY es representado con reglas de produccin.
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PUFF Fue desarrollado en Standford. Diagnostica la presencia y
gravedad de las enfermedades de los pulmones de los pacientes, a
partir de los resultados obtenidos en las pruebas de funcionamiento
respiratorio. Los datos interpretados incluyen la capacidad total
del pulmn y volumen residual, as como la historia clnica del
paciente. Basa sus decisiones sobre el conocimiento que ste posee
acerca de los tipos de resultados producidos en las pruebas de
funcionamiento respiratorio por diferentes enfermedades o
desordenes respiratorios. El conocimiento experto es representado
utilizando reglas con encadenamiento hacia atrs.
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ONCOCIN Fue desarrollado en la universidad de Standford.
Proporciona ayuda al mdico en el tratamiento y manejo de pacientes
cancerosos, los cuales se encuentran sometidos a practicas de
quimioterapia, conocidas como protocolos. Para seleccionar una
determinada terapia, toma en cuenta toda la informacin relacionada
con el paciente, incluyendo el diagnstico, tratamientos previos y
resultados del laboratorio. Contiene conocimiento experto acerca de
un numeroso grupo de enfermedades de Hodgkin y protocolos de
linfoma. El conocimiento es representado utilizando reglas con
encadenamiento hacia adelante y hacia atrs.
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Tipologa de Sistemas Expertos para la interpretacin para la
prediccin. Para el diagnstico el diseo la planeacin el monitoreo la
depuracin la reparacin la instruccin el control
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Sistemas expertos para la interpretacin La interpretacin es al
anlisis de un conjunto de datos para determinar el significado de
los mismos. El principal requerimiento de estos sistemas es que las
interpretaciones realizadas sean correctas y consistentes. incluyen
dominios de sistemas para la vigilancia, la comprensin del
lenguaje, anlisis de imgenes, investigacin de estructuras qumicas,
interpretacin de seales, entre otros Los Sistemas Expertos basados
en reglas han sido los ms beneficiosos para el desarrollo de
sistemas de interpretacin
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Sistemas expertos para la prediccin La prediccin significa
pronosticar los eventos que ocurrirn en el futuro a partir de un
modelo de la ocurrencia de estos eventos en el pasado y en el
presente El dominio de Sistemas Expertos para la prediccin incluye
sistemas para el pronstico del tiempo, predicciones demogrficas,
predicciones de trfico, estimaciones de cosechas, pronsticos
militares, entre otros. Los sistemas orientados a objetos son
usualmente los ms aceptables para esta clase de problemas, aunque
los sistemas orientados a procedimientos y los sistemas basados en
reglas con encadenamiento hacia adelante tambin resultan tiles
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Sistemas Expertos para el diagnstico El diagnstico es el
proceso mediante el cual se buscan las fallas o desperfectos en un
sistema. Un sistema experto para el diagnstico es un sistema que
infiere las fallas o mal funcionamiento de un sistema a partir de
la interpretacin de datos observados, los cuales son potencialmente
ruidosos, inseguros o incompletos. El dominio de Sistemas Expertos
para el diagnstico incluye sistemas para el diagnstico mdico,
diagnstico electrnico, diagnstico mecnico, diagnstico de software,
entre otros diagnsticos
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Sistemas expertos para el diagnstico Los sistemas basados en
reglas con encadenamiento hacia atrs han resultado ser fuertes
candidatos para problemas del tipo diagnstico. Por otra parte, los
sistemas basados en redes neurales resultan muy tiles para
problemas de diagnstico, sobre todo cuando el diagnstico es
fuertemente dependiente del reconocimiento de patrones. La
combinacin de sistemas basados en reglas y en redes neurales tambin
ha resultado ser muy til para este tipo de problemas
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Sistemas expertos para el diseo El diseo es la descripcin de
objetos a partir de ciertas restricciones o requerimientos
establecidos. Un sistema experto para el diseo es aquel sistema que
desarrolla configuraciones de objetos que satisfacen las
restricciones del problema a disear. Estos sistemas construyen
descripciones de objetos, los cuales se pueden encontrar en relacin
con otros objetos, y verifican que estas configuraciones respondan
a las restricciones establecidas. Muchos Sistemas Expertos para el
diseo intentan minimizar una funcin objetivo que mida el costo u
otras propiedades no deseables para el diseo potencial
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Sistemas expertos para el diseo El dominio de los Sistemas
Expertos para el diseo incluye sistemas para el diseo de circuitos,
diseo de construcciones, diseo de presupuesto, entre otros Los
Sistemas Expertos basados en reglas con encadenamiento hacia
adelante han resultado ser muy tiles para aplicaciones de diseo.
Los sistemas basados en marcos (frames), los sistemas orientados a
procedimientos y los sistemas basados en lgica son tambin muy tiles
para sistemas de diseo.
Diapositiva 30
Sistemas expertos para la planeacin La planeacin es la
preparacin de un programa o secuencia de acciones, las cuales al
ser llevadas a cabo permiten alcanzar una meta deseada. El dominio
de los Sistemas Expertos para la planeacin incluye sistemas de
programacin automtica, robtica, proyectos, rutas, comunicaciones,
experimentos, planeacin militar, entre otros tipos de planeacin.
PA376 Los Sistemas Expertos basados en reglas con encadenamiento
hacia adelante, los basados en marcos, los orientados a objetos y
los orientados a procedimientos, son generalmente muy tiles para el
desarrollo de Sistemas Expertos dedicados a la planeacin.
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Sistemas expertos para el monitoreo El monitoreo significa la
interpretacin continua de seales de entrada y el control y
activacin de alarmas cuando stas son requeridas. Un sistema experto
para el monitoreo es un sistema que realiza diagnsticos parciales a
partir de las interpretaciones continuas. El requerimiento alarmas
es en tiempo real. Las condiciones de alarma son dependientes del
contexto en el cual evoluciona el sistema. El dominio de Sistemas
Expertos para el monitoreo incluye sistemas para el monitoreo de
plantas nucleares, procesos industriales de alto riesgo, monitoreo
de trfico areo, monitoreo de pacientes en salas de cuidados
intensivos, entre otros.
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Sistemas expertos para el monitoreo Los Sistemas Expertos
basados en reglas con encadenamiento hacia atrs son generalmente
muy tiles para este tipo de aplicacin. Los sistemas basados en
lgica y las combinaciones de sistemas basados en reglas con
encadenamiento hacia atrs y marcos son tambin beneficiosos para
este tipo de aplicacin.
Diapositiva 33
Sistemas expertos para la depuracin Sistemas Expertos para la
depuracin prescriben remedios para las fallas o mal funcionamiento
diagnosticado en un sistema. Este tipo de sistemas posee
habilidades para la planeacin, diseo y prediccin, las cuales son
utilizadas para la formulacin de recomendaciones para corregir un
problema diagnosticado. Los Sistemas para la depuracin existen en
la forma de bases de conocimientos inteligentes o como editores de
texto, pero no poseen cualidades como las de un sistema
experto.
Diapositiva 34
Sistemas expertos para la reparacin PA383 Los Sistemas Expertos
para la reparacin desarrollan y ejecutan planes para la
administracin de remedios cuando algn problema ha sido
diagnosticado. Estos sistemas exhiben capacidades de depuracin y
planeacin El dominio de estos Sistemas Expertos incluye sistemas
para el mantenimiento de computadoras, mantenimiento de redes,
entre otros.
Diapositiva 35
Sistemas expertos para la reparacin Los Sistemas Expertos
basados en reglas con encadenamiento hacia atrs resultan ser muy
tiles para este tipo de aplicacin. Tambin los sistemas basados en
la lgica y una combinacin de sistemas basados en reglas con
encadenamiento hacia atrs y sistemas basados en marcos resultan
beneficiosos para el desarrollo de sistemas de este tipo.
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Sistemas expertos para la instruccin Sistemas Expertos para la
instruccin diagnostican y depuran el comportamiento de un
estudiante en la solucin de problemas correspondientes a un dominio
especfico. dominio de Sistemas Expertos para la instruccin (tambin
conocidos como sistemas tutoriales) incluye sistemas de instruccin
en dominios como matemticas, fsica, qumica, ingeniera, medicina
entre otros. Los Sistemas Expertos basados en reglas con
encadenamiento hacia adelante y hacia atrs son los mejores para
este tipo de aplicaciones.
Diapositiva 37
Sistemas expertos para el control Los Sistemas Expertos para el
control modifican de forma adaptativa el comportamiento total de un
sistema. Un sistema para el control posee capacidades de
interpretacin, diagnstico, pronstico, monitoreo, depuracin y
reparacin. El dominio de Sistemas Expertos para el control incluye
sistemas para el control de trfico areo, control de lneas de
produccin automatizadas, control de equipos de vida artificial en
salas de terapia intensiva, entre otros.
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Sistemas expertos para el control Los sistemas orientados a
procedimientos, sistemas orientados a objetos y sistemas basados en
reglas con encadenamiento hacia adelante son considerados los
mejores para aplicaciones de control
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Principales reas de aplicacin Administracin de informacin
Agricultura Ciencias militares Control de procesos Derecho
Electrnica Fsica Geologa Ingeniera
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Principales reas de aplicacin Matemticas Medicina Meteorologa
Qumica Sistemas de computacin.
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Administracin de la informacin administracin de bases de datos
(demanda, actualizacin y recuperacin de informacin) desarrollo de
interfaces de lenguaje natural para servicios de recuperacin de
informacin en bases de datos en lnea (servicios en bibliotecas y
centros de informacin de dominio pblico)
Diapositiva 42
Agricultura prediccin de cosechas control y diagnstico de
plagas y enfermedades de las plantas mejoramiento de cultivos
diagnstico y tratamiento de suelos monitoreo de invernaderos y
cultivos en condiciones especiales
Diapositiva 43
Ciencias militares trabajos de cartografa interpretaciones
tcticas de reportes de sensores inteligentes identificacin de
aviones sobre las bases de las caractersticas visualmente
observadas asistencia a oficiales en operaciones areas con
lanzamiento y recuperacin de aviones sobre un portaaviones
asistencia en el anlisis y valoracin de la situacin en el campo de
batalla ayuda en la identificacin del tipo de radar que ha generado
una seal interceptada
Diapositiva 44
Ciencias militares deteccin y clasificacin de objetivos a
partir de imgenes de sensores recomendaciones para la asignacin de
recursos en situaciones de combate asistencia a pilotos de aviones
de guerra en el control de procedimientos de emergencia en vuelo
monitoreo de sensores de navegacin sobre aviones de tctica avanzada
ayuda en el diagnstico de problemas o fallas en los aviones
Diapositiva 45
Ciencias militares clasificacin de buques a partir de la
interpretacin de las imgenes del radar deteccin e identificacin de
varios tipos de buques a partir del uso de datos acsticos
digitalizados simulacin interactiva de combates areos y terrestres,
asi como medioambientes en los cuales desarrollar y perfeccionar
tcticas y estrategias militares
Diapositiva 46
Control de procesos control y monitoreo de procesos en lineas
de produccin automatizadas en fbricas e industrias control y
monitoreo de procesos en centrales nucleares control y monitoreo de
procesos qumicos diagnstico de fallas en procesos automatizados a
partir de la interpretacin de datos obtenidos desde sensores
acoplados al proceso
Diapositiva 47
Derecho asistencia en la investigacin de razonamiento legal y
argumentacin legal en diferentes dominios de aplicacin de las leyes
legales asistencia en el anlisis de decisiones gobernadas por
normas discrecionales. ayuda en la recuperacin de informacin acerca
de decisiones y legislaciones de tribunal en diferentes dominios de
aplicacin de las leyes asistencia en el razonamiento acerca de
casos de leyes civiles asistencia en la evaluacin de casos
legales
Diapositiva 48
Electrnica identificacin y localizacin de problemas en redes
telefnicas con la recomendacin de la reparacin apropiada y
mantenimiento rehabilitativo identificacin y localizacin de
problemas en redes elctricas, recomendando la reparacin apropiada
asistencia en el diseo y prueba de circuitos electrnicos
Diapositiva 49
Electrnica asistencia en el diagnstico de fallas de componentes
elctricos y electrnicos asistencia en el diseo y rediseo de
circuitos digitales para encontrar especificaciones funcionales
alteradas asistencia en la sntesis de circuitos elctricos
Diapositiva 50
Fsica asistencia en la solucin de problemas en fsica mecnica
asistencia en la solucin de problemas en termodinmica asistencia en
la solucin de problemas en fsica nuclear instruccin inteligente en
la solucin de problemas de fsica
Diapositiva 51
Geologa inferencia de estructuras geolgicas a partir de la
interpretacin de datos relevantes relacionados asistencia en la
deteccin de yacimientos de minerales importantes asistencia en la
interpretacin de datos desde troncos de pozos de petrleo
Diapositiva 52
Ingeniera asistencia en el diseo de construcciones asistencia
en la determinacin de estrategias de anlisis para problemas
particulares de anlisis estructural evaluacin de la seguridad y
perjuicios de una estructura existente diagnstico y tratamiento de
reactores nucleares a partir de las lecturas de instrumentos de
monitoreo
Diapositiva 53
Ingeniera determinacin de las causas de eventos anormales en
plantas nucleares diagnstico y correccin de fallas en mquinas
elctricas instruccin inteligente en la solucin de problemas de
ingeniera
Diapositiva 54
Matemticas instruccin inteligente en la solucin de problemas de
clculo, lgebra, ecuaciones diferenciales y otros dominios de las
matemticas asistencia en la manipulacin simblica de expresiones
algebraicas encontradas en los problemas de anlisis
Diapositiva 55
Meteorologa pronstico del clima prediccin de tormentas
severas
Diapositiva 56
Qumica y bioqumica inferencia de la estructura molecular de
compuestos desconocidos inferencia de la estructura tridimensional
de protenas anlisis de la estructura del DNA asistencia en la
sntesis de molculas orgnicas complejas asistencia en la ejecucin de
varios tipos de anlisis de secuencias de nucletidos asistencia en
la planeacin de experimentos de laboratorio complejos sntesis de
molculas orgnicas complejas sin requerir la interaccin del
usuario
Diapositiva 57
Sistemas de computacin diagnstico y depuracin de fallas en
sistemas de software y hardware control y monitoreo de sistemas
operativos instruccin inteligente de lenguajes y sistemas de
computacin
Diapositiva 58
Sistemas de computacin Para este tipo de aplicacin resultan muy
tiles los sistemas basados en reglas con encadenamiento hacia atrs.
Tambin los sistemas basados en la lgica y la combinacin de sistemas
basados en reglas con encadenamiento hacia atrs y sistemas basados
en marcos son beneficiosos para este tipo de aplicacin