Aula 4 Flashcards

1
Q

O que é um agente inteligente e quais são suas características?

A

“Um agente precisa executar tarefas de forma autônoma, testando as condições do ambiente e executando ações conforme um programa estabelecido. Isso se aplica tanto para um robô quanto para um software que não esteja embutido em um artefato real.”

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2
Q

Como um agente inteligente se compara ao ser humano?

A

“Comparando-se com o ser humano, os sensores são equivalentes aos olhos, ouvidos, nariz e o tato. Os atuadores podem equivaler às mãos, às pernas e à boca e demais partes ativas de nossa anatomia.”

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3
Q

Quais são os exemplos de sensores e atuadores em robôs?

A

“Robôs são construídos com as mais variadas funcionalidades, tendo sensores tais como câmeras, dispositivos de infravermelho, de som e ultrassom, de gás, de temperatura e de umidade, dentre outros. Na qualidade de atuadores, podemos relacionar os servomotores, motores de passo, pistões hidráulicos e relês.”

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4
Q

Como um agente inteligente processa informações?

A

“É necessário que um agente processo os sinais provenientes dos sensores para efetuar qualquer ação de forma a se caracterizar como ‘inteligente’ em seu ambiente.”

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5
Q

Qual é a tarefa principal de um projetista de Inteligência Artificial?

A

“A tarefa principal do projetista de Inteligência Artificial está na determinação da função do agente, ou seja, o seu comportamento. Para agentes que executarão tarefas simples, a função do agente pode ser bem determinada e seu comportamento pode acondicionar um conjunto de ações bem definidas.”

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6
Q

Como um agente inteligente pode ser ilustrado?

A

“Supõe-se o ‘mundo’ de um robô aspirador bastante simples, composto de 9 blocos nos quais ele pode se posicionar e identificar se há sujeira ou não em cada bloco.”

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7
Q

O que é um agente racional e como ele difere de um agente eficiente?

A

“Para contornar esse tipo de situação, o agente, além de cumprir a tarefa (ou seja, ser eficiente), ele precisa ser também um agente racional: aquele que, a partir do resultado das suas ações, possa obter o maior nível de sucesso.”

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8
Q

Como se mede a racionalidade de um agente?

A

“Para cada sequência de percepção possível, um agente racional deve selecionar uma ação que se espera venha a maximizar sua medida de desempenho, dada a evidência fornecida pela sequência de percepções e por qualquer conhecimento interno do agente.”

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9
Q

Como os agentes de resolução de problemas tomam decisões?

A

“Os agentes de resolução de problemas tomam decisões sobre os próximos passos encontrando aquelas as sequências de ações que resultam nos estados desejáveis (Russell; Norvig, 2004, p. 62).”

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10
Q

Qual é um exemplo de problema que envolve roteirização?

A

“Por exemplo, um dos problemas presentes em várias situações é o de roteirização. Esse problema está presente na área de logística e turismo, dentre outras.”

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11
Q

Qual é o problema descrito inicialmente na IA como o problema do viajante?

A

“Quando se tem um conjunto de locais que precisam ser visitados considerando a existência de rotas definidas para esses locais, um dos problemas típicos é como percorrer todos os locais considerando um custo mínimo ótimo. Esse problema foi descrito inicialmente na IA como o problema do viajante.”

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12
Q

O que é a formulação de problemas segundo Russell e Norvig?

A

“Aliado a esse passo, a formulação de problemas é outro passo essencial, pois é o processo de decidir quais estados e ações deverão ser considerados na abordagem do problema, dado um determinado objetivo (Russell; Norvig, 2004, p. 62).”

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13
Q

O que é a formulação de objetivos e problemas em agentes de resolução de problemas?

A

“Dessa forma, a formulação de objetivos se baseia na situação atual do agente e na medida de desempenho dele, o que configura o primeiro passo para a resolução do problema.”

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14
Q

Como um agente de resolução de problemas pode escolher a melhor sequência de ações?

A

“Dessa forma, um agente que possua uma série de opções imediatas de valor desconhecido pode decidir o que fazer avaliando primeiro as diferentes sequências de ações possíveis que vão levar a estados de valor conhecido, tendo condições de escolher a melhor sequência. O processo de procurar essa sequência é denominado de busca (Russell; Norvig, 2004, p. 62).”

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15
Q

Quais são os passos de um algoritmo para a resolução de problemas simples?

A

“O algoritmo para a resolução de problemas simples pode ser então descrito nos seguintes passos (Russell; Norvig, 2004, p. 63):
Formulação do objetivo e do problema;
Busca de uma sequência de ações que resolvem o problema;
Execução das ações uma por uma.”

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16
Q

Quais são os quatro componentes formais de um problema?

A

Um problema pode ser definido de maneira formal em quatro componentes:
Um estado inicial: o estado no qual o agente começa.
Uma função sucessor: dado um estado particular x, SUCESSOR(x) retorna um conjunto de pares ordenados <ação, sucessor>.
O teste de objetivo: determina se um estado é um estado objetivo.
A função de custo: também chamada de função de custo de caminho, que atribui um custo numérico a cada caminho (Russell; Norvig, 2004, p. 63-64).”

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17
Q

Definição do ambiente de tarefa segundo Russell e Norvig (2004, p. 39):

A

“Russell e Norvig (2004, p. 39) assinalam que uma das primeiras atividades relativas à modelagem de um agente se refere à definição do ambiente de tarefa. O ambiente de tarefa é composto de quatro elementos: desempenho, ambiente, atuadores e sensores. No inglês, assume o acrônimo PEAS (Performance, Environment, Actuators and Sensors).”

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18
Q

Exemplo de PEAS para sistema de diagnóstico médico:

A

“Tipo de Agente: Sistema de diagnóstico médico
Medida de desempenho: Paciente saudável, minimizar custos.
Ambiente: Quarto de hospital, paciente, equipe.
Atuadores: Mostrar perguntas, testes, diagnósticos, tratamentos.
Sensores: Entrada por teclado, voz, descoberta de informação.”

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19
Q

Exemplo de PEAS para sistema de xadrez:

A
20
Q

Critérios de classificação dos ambientes conforme Russell e Norvig (2004, p. 41-42):

A

“Dentro do PEAS, os ambientes ainda podem receber diferentes classificações conforme uma série de critérios (Russel; Norvig, 2004, p. 41-42).”

21
Q

Ambiente completamente observável versus parcialmente observável:

A

“Completamente observável versus Parcialmente observável: No caso de os sensores acessarem de forma completa os estados do ambiente em cada instante, o ambiente é completamente observável. Mas se houver ruído, sensoriamento impreciso ou lacunas, será parcialmente observável.”

22
Q

Exemplo de ambiente completamente observável e parcialmente observável:

A

Ex.: Um jogo de xadrez é completamente observável. Já um sistema de busca na internet é parcialmente observável.”

23
Q

Ambiente determinístico versus estocástico:

A

“Determinístico versus Estocástico: Caso o estado seguinte seja completamente determinado a partir do estado atual e ainda pela ação executada pelo agente, o ambiente é determinístico, senão, estocástico.”

24
Q

Exemplo de ambiente determinístico e estocástico:

A

“Ex.: O robô aspirador de pó é determinístico; um carro com direção autônoma é estocástico.”

25
Q

Ambiente episódico versus sequencial:

A

“Episódico versus Sequencial: Num ambiente episódico o agente experimenta os eventos de forma atômica, com os episódios começando a partir da percepção do agente e pela execução de uma única ação. No caso de um ambiente sequencial, existe a dependência dos estados atuais com os estados anteriores.”

26
Q

Ambiente estático versus dinâmico:

A

“Estático versus Dinâmico: Um ambiente que se altere enquanto o agente executa a tarefa é dinâmico. Caso o ambiente não se altere, será estático.”

27
Q

Ambiente discreto versus contínuo:

A

“Discreto versus Contínuo: Depende da forma com que o tempo decorre, do estado do ambiente e das percepções e ações. Uma sequência de estados discretos muda aos ‘saltos’ de um estado para outro. Uma sequência de estados contínua muda de maneira suave.”

28
Q

Ambiente individual versus multiagente:

A

“Individual versus Multiagente: Refere-se à quantidade de agentes utilizados para a resolução de um problema. Caso exista somente um agente é individual, senão o sistema será considerado multiagente.”

29
Q

O que caracteriza um agente reativo simples?

A

“O programa do agente sempre vai mapear as ações com base na percepção atual, descartando a sequência de percepções anteriores.”

30
Q

Como um agente reativo simples toma decisões?

A

“A implementação de programas para esse tipo de agente pode ser feita utilizando-se regras de produção ou regras se-então. A execução dessas regras acontece de forma determinística e, por meio de teste de condições, serão executadas as ações, seguindo o conjunto de regras que estão implementadas.”

31
Q

Quais são os componentes principais de um agente reativo simples?

A

“A partir das percepções do ambiente, o agente se pergunta: ‘qual é a aparência do mundo?’; esta aparência irá consistir em um conjunto de condições que irão ‘disparar’ as regras que conseguirem atender e assim a ação a ser executada será selecionada e levada aos atuadores.”

32
Q

Dê um exemplo de regras se-então utilizadas por um agente reativo simples.

A

“O robô aspirador do exemplo mencionado anteriormente poderia conter quatro regras que gerariam o comportamento desejado:
SE estado = Sujo ENTÃO Aspirar
SE estado = Limpo ENTÃO faça movimento = SIM SENÃO faça movimento = NÃO
SE faça movimento = SIM E quadrado na frente = SIM ENTÃO direção do movimento = FRENTE
SE faça movimento = SIM E quadrado na frente = NÃO ENTÃO direção do movimento = DIREITA”

33
Q

Quais são as limitações de um agente reativo simples em ambientes complexos?

A

“O programa do agente sempre vai mapear as ações com base na percepção atual, descartando a sequência de percepções anteriores.”

34
Q

O que diferencia um agente reativo baseado em modelo de um agente reativo simples?

A

“No caso de um ambiente ser caracterizado como observável parcialmente, é necessário que o robô mantenha estados internos que dependam da sequência de percepções para atuar de maneira mais efetiva.”

35
Q

Por que um agente reativo baseado em modelo precisa de um histórico de percepções?

A

“Se o robô aspirador tiver uma memória onde possa armazenar um histórico de percepções, o robô terá informação em quais blocos apareceram mais sujeira que outros, podendo começar os movimentos por esses blocos.”

36
Q

Dê um exemplo de como um agente reativo baseado em modelo pode utilizar seu conhecimento do mundo para melhorar seu desempenho.

A

“Um agente que tem o conhecimento de ‘como o mundo funciona’ possui um modelo de mundo.”

37
Q

Quais são os benefícios de um agente reativo baseado em modelo em um ambiente parcialmente observável?

A

“Por exemplo, se o robô aspirador tiver uma memória onde possa armazenar um histórico de percepções, o robô terá informação em quais blocos apareceram mais sujeira que outros, podendo começar os movimentos por esses blocos.”

38
Q

Como a tomada de decisão de um agente baseado em objetivos difere da de um agente reativo simples?

A

“A tomada de decisão baseada em objetivos é diferente do uso de regras de produção, pois está envolvida uma situação a ser alcançada, uma situação de futuro.”

39
Q

Por que é importante para um agente baseado em objetivos prever o impacto de suas ações futuras?

A

“O agente então se pergunta: ‘o que vai acontecer se eu fizer esta ação ou aquela outra?’ ou ‘isso vai me fazer feliz?’.”

40
Q

O que é uma função de utilidade em um agente baseado em utilidade?

A

“Pode-se especificar uma espécie de medida de utilidade: conforme a avaliação de uma função de utilidade, o agente ou robô poderá tomar decisões mais adequadas.”

41
Q

Quais são os quatro elementos principais de um agente com aprendizagem?

A

“Um agente de aprendizado pode ser dividido em quatro elementos:
Elemento de desempenho: é a parte considerada até agora sobre agentes, que recebe as percepções e decide qual ação executar;
Crítico: elemento do agente que informa como o agente está se comportando em relação ao seu padrão constante de desempenho;
Elemento de aprendizado: utiliza a informação proveniente do crítico para modificar o elemento de desempenho em direção a um melhor funcionamento no futuro;
Gerador de problemas: elemento responsável para sugestão de novas regras e ações que podem levar a novas experiências.”

42
Q

Como os diferentes tipos de agentes podem ser combinados em um sistema mais complexo?

A

Esta pergunta pode ser respondida inferindo que combinações permitem a criação de agentes mais robustos e adaptativos, embora o texto não forneça um exemplo direto. Combinações podem aproveitar as vantagens de cada tipo de agente, como a simplicidade dos reativos e a adaptabilidade dos com aprendizagem.

43
Q

O que fundamenta a linha evolucionária de pesquisas em IA?

A

A linha evolucionária de pesquisas em IA se baseia na observação de mecanismos evolutivos da natureza, incluindo auto-organização e comportamento adaptativo.

44
Q

Quais são os modelos mais conhecidos de algoritmos evolucionários?

A

Os modelos mais conhecidos são os algoritmos genéticos, a programação genética e as estratégias evolucionárias.

45
Q

O que é um algoritmo genético (AG) e qual é seu principal objetivo?

A

Um algoritmo genético é um tipo de algoritmo de busca que procura uma solução dentro de um espaço para um problema de otimização.

46
Q

Quais são os passos gerais para a execução de um AG?

A

Criação de uma população aleatória de candidatos a solução.
Iteração enquanto as condições de terminação não são satisfeitas, envolvendo a criação de uma nova população, seleção de indivíduos, crossover, mutação, e substituição da população.
Seleção do indivíduo com a melhor fitness como solução do problema.