Inteligência Artificial
Código
1712
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Informática
Créditos
6.0
Professor responsável
Carlos Augusto Isaac Piló Viegas Damásio
Horas semanais
5
Total de horas
69
Língua de ensino
Português
Objectivos
- Paradigmas, áreas e algumas aplicações reais da Inteligência Artificial.
- Algoritmos de procura cega, informada e local. Heurística e função de avaliação. Complexidade dos algoritmos, suas vantagens e inconvenientes.
- Métodos de inferência em lógica proposicional, de 1ª ordem e em redes Bayesianas. Limitações da lógica clássica: conhecimento incerto e incompleto.
- Formalização lógica dos problemas de planeamento. Modelar problemas em linguagem de planeamento (e.g. STRIPS) e construir planos com algoritmo de procura em espaços de planos (e.g. POP).
- Aprendizagem automática e suas abordagens.
- Modelar problemas de procura, especificar heurísticas e avaliar o seu comportamento na prática.
- Implementar algoritmos de procura informada e de procura local. Parametrização e experimentação dos algoritmos.
- Modelar conhecimentos com lógica. Modelar e resolver problemas combinatórios em Programação por Conjunto de Resposta.
- Modelar conhecimentos com redes Bayesianas. Efetuar tarefas de inferência preditiva e de diagnóstico em redes de Bayesianas.
- Consciencializar o aluno para a existência de problemas complexos que requerem a utilização de algoritmos sofisticados.
- Escolher apropriadamente instrumentos, lidando com o conflito entre o objectivo de produzir uma solução óptima e o tempo/espaço necessário para a obter.
- Justificar ou selecionar soluções.
- Trabalhar em equipa com a escrita de relatórios, cumprindo prazos devido à existência de vários trabalhos.
- Capacidade de modelação abstracta.
Pré-requisitos
Saber programar em linguagem Java é fundamental para a realização do primeiro trabalho prático.
Conteúdo
- Panorâmica e breve história da IA
- Resenha histórica da IA e aplicações
- Paradigmas e aproximações
- Agentes inteligentes
- Resolução de problemas
- Agentes e problemas de procura
- Procura cega
- Procura heurística (informada) em espaços de estados
- Procura local e problemas de optimização
- Agentes adaptativos
- Problemas de Satisfação de Restrições
- Procura com Adversários (Jogos)
- Representação do Conhecimento e Raciocínio
- Agentes lógicos
- Lógica Proposicional
- Lógica de Predicados de Primeira Ordem
- Conhecimento de senso comum e lógicas não-monótonas
- Programação em Lógica e Programação por Conjuntos de Resposta
- Planeamento
- Agentes planeadores
- Representação de problemas de planeamento clássicos
- Linguagens de planeamento
- GRAPHPLAN
- Planeamento proposicional
- Aprendizagem Automática
- Agentes aprendizes. Abordagens ao problema da aprendizagem
- Aprendizagem conceptual e indutiva
- Redes Neuronais
- Incerteza e raciocínio probabilístico
- Teoria das Probabilidades e Regra de Bayes
- Redes Bayesianas
- Aproximações alternativas (teoria da evidência, conjuntos vagos, regras)
- Futuro da Inteligência Artificial e problemas filosóficos
Bibliografia
O manual adoptado nesta disciplina é [Stuart Russell & Peter Norvig, 2010]. Alguns tópicos específicos são somente tratados no manual em Português [Costa & Simões, 2008].
Os restantes livros são de leitura opcional.
Adoptados
- Stuart Russel and Peter Norvig. Artificial Intelligence. A Modern Approach, 3rd edition. Prentice-Hall, Inc., 2010.
- Ernesto Costa e Anabela Simões. Inteligência Artificial. Fundamentos e Aplicações. 2ª edição, FCA, 2008.
Complementares
- Matt Ginsberg. Essentials of Artificial Intelligence. Morgan Kaufmann Publishers, 1994
- Nils J. Nilson. Artificial Intelligence: A new synthesis. Morgan Kaufmann Publishers, 1998
Método de ensino
Por semana, são leccionadas 2 aulas teóricas, com a duração de uma hora e meia cada, e uma aula prática com a duração de duas horas.
Nas aulas teóricas são apresentados os pontos essenciais da matéria que deverão ser complementados com a leitura do manual aconselhado. As aulas laboratoriais destinam-se integralmente à apresentação e realização dos trabalhos práticos sobre tópicos seleccionados da matéria.
São disponibilizados acetatos da matéria teórica juntamente com guiões dos trabalhos práticos. Os alunos têm ao seu dispor uma página da cadeira que mantém informação actualizada sobre o funcionamento da cadeira, em particular prazos de entrega dos trabalhos.
Método de avaliação
A unidade curricular tem duas formas de avaliação: por avaliação contínua ou por exame final. Ambas as formas incluem a realização de trabalhos práticos.
AVALIAÇÃO CONTÍNUA
Todos os alunos podem optar pela avaliação contínua através da realização de 2 minitestes e dos 2 trabalhos práticos. Para se obter aprovação à disciplina exige-se uma média de pelo menos 10 valores nos dois minitestes. Caso não obtenha a nota mínima, o aluno poderá sempre realizar o exame final.
Cálculo da nota final:
- 2 minitestes (cada 35% da nota final) a realizarem-se na semana de 22 de Outubro de 2012 e de 17 de Dezembro de 2012, respectivamente.
- 2 trabalhos práticos (cada 15% da nota final) - ver datas de entrega abaixo.
AVALIAÇÃO POR EXAME FINAL
Serão admitidos a exame todos os alunos inscritos na disciplina. A aprovação à disciplina exige uma nota mínima de 10 valores no exame escrito numa escala de 0 a 20 valores arredondada às unidades.
Cálculo da nota final:
- exame final (70% da nota)
- 2 trabalhos práticos (cada 15% da nota final) - ver datas de entrega abaixo.
TRABALHOS PRÁTICOS
Os 2 trabalhos práticos, realizados em grupo de exactamente 3 alunos, consistem na resolução de problemas de pequena dimensão, uns por implementação (de raiz) de pequenos protótipos, outros usando sistemas existentes para a modelação dos problemas em causa. Aos trabalhos de cada grupo será atribuída uma nota única (de 0 a 20). Os dois trabalhos classificados contarão em partes iguais para a nota prática.
Por princípio, os trabalhos serão desenvolvidos essencialmente durante as aulas práticas tendo, cada um deles, uma data até à qual pode ser entregue conjuntamente com o respectivo relatório. Todos os alunos de um grupo devem estar inscritos no mesmo turno.
Datas de entrega:
- Primeiro trabalho prático: 12 de Novembro de 2012
- Segundo trabalho prático: 3 de Dezembro de 2012
Será atribuída frequência aos alunos da disciplina de IA dos anos lectivos de 2010/2011 e 2011/2012, com a mesma nota prática obtida no ano respectivo. ESTES ALUNOS NÃO PODERÃO INSCREVER-SE NOS TURNOS PRÁTICOS EXCEPTO SE PRETENDEREM REALIZAR NOVAMENTE A COMPONENTE PRÁTICA.