agente sent re

Agentes Inteligentes

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1. AGENTES INTELIGENTES

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Agente• Un agente es todo aquello que percibe su ambiente

mediante sensores y que responde o actúa en talambiente por medio de efectores.

• Los agentes no requieren de la participación de loshumanos para operar.

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Agentes y Sistemas de Información

agente

SI

Realidad

Realidad

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Sensores• Temperatura• Luz (color)• Distancia• Sonido• Posición• Orientación• Profundidad• Presión• Peso• Ph• Calor

• Sabor• Tersura• Dolor• Olor

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Efectores• Rotación de un Motor.• Apertura o cierre de articulaciones.• Pantalla.• Parlantes.• Apertura o cierre de válvulas.• Movimiento de articulaciones.

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Ejercicio 1• ¿Diga qué sensores tienen los humanos?• ¿Conoce algún sensor que tienen los animales pero no lo

tienen los humanos?• ¿Conoce algún sensor que tienen los humanos pero no lo

tienen los animales?• ¿Cuáles son los efectores de los humanos?• ¿Conoce algún efector que tienen los animales pero no lo

tienen los humanos?, ¿Viceversa?

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Ejercicio 2Diga si los siguientes “sistemas” son agentes:

1. Un reloj.2. Un termostato.3. Un celular.4. Un sistema de control de acceso a personas.5. El sistema de aire acondicionado de un automóvil.6. Una lavadora automática.7. Un software para entrenar personas.8. Un software para enseñar a sumar.9. Un reloj despertador.10. El sistema que controla si una persona saca un producto sin pagar.11. Internet.12. La red telefónica

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2. MEDIDA DE RENDIMIENTO

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Medida de rendimiento• Para cada conjunto de percepciones, el agente toma la

acción que maximiza su rendimiento basado en lainformación de la percepción y su propio conocimientoimplícito.

• Medida del desempeño– Evalúa el “cómo”– ¿qué tan exitoso ha sido un agente?– Debe ser objetiva

• La racionalidad NO ES omnisciencia, clarividencia niexitosa necesariamente.

• La racionalidad se puede ver como un éxito esperado,tomando como base lo que se ha percibido.

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Agente RacionalDepende de:• Medida del grado de éxito.• Secuencia de percepciones.• Conocimiento acerca del medio• Acciones que puede emprender

En todos los casos de posibles percepciones, un agenteracional deberá emprender todas aquellas acciones quefavorezcan obtener el máximo de su medida de rendimiento,basándose en las evidencias aportadas por la secuencia depercepciones y en todo conocimiento incorporado en talagente.

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Ejercicio 3Diga para los siguientes “agentes” qué medidas dedesempeño usaría, formule c/u en notación formal:

1. Alumno del curso de IA.2. Tarea Nro 1 del curso de IA.3. Docente del curso de IA.4. Congresista de la república.5. Personal que recoge la basura en las noches.

6. Software para jugar ajedrez.7. Google Noticias.8. Software que resuelve laberintos.

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Ejercicio 4• El siguiente agente tiene “aprendido” una

serie de reglas que se puedenrepresentar mediante un árbol dedecisión:

• En determinado momento el agente tienelas siguientes percepciones. Diga cualesson las respuestas del agente.-20, 40, 2, 35, 14, 45, 6, 22, 9

• Diseñe una medida de desempeñosabiendo que las respuestas del agentedeberían ser:1, 6, 1, 6, 4, 7, 2, 5, 2

• Modifique el árbol de decisión para que elagente obtenga estas respuestas (*).

>2

>81

2 >10

3 4

(*) puede obviar esta pregunta

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Ejercicio 5Para los agentes del ejercicio 2.

1. Indique qué medidas de rendimiento usaría para indicar eldesempeño del agente.

2. Formule cada medida de desempeño mediante algunanotación formal.

3. Evalúe el desempeño de los agentes haciendo uso de lamedida de rendimiento.

4. Identifique en qué casos su medida de desempeño no escapaz de medir el desempeño del agente.

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3. PERCEPCIONES Y ACCIONES

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Mapeo• Mapeo de secuencias de percepciones para acciones

percepción acción

• Mapeo Ideal– El especificar qué tipo de acción deberá emprender un

agente como respuesta a una determinada secuencia depercepciones constituye el diseño de un agente ideal.

pi ai

p1 a1 p2 a2

p1 a1 p2 a2 p3 a3

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Agente Autónomo• Agente racional ideal: dado una percepción que genere

la acción que maximice su desempeño, en función a:(+) la secuencia de percepciones anteriores.(-) el conocimiento incorporado en el agente.

• Un agente es más autónomo en la medida en que sucomportamiento se basa:(+) en el aprendizaje y(-) en el conocimiento incorporado.

• Si las acciones del agente se basan en un conocimientointegrado previamente, no es autónomo.

• Un sistema será autónomo en la medida en que suconducta está definida por su propia experiencia.

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Percepciones• El comportamiento de un agente depende de la secuencia

de percepciones en un momento dado.

• Se puede caracterizar un agente elaborando una tabla depercepcionesacciones.

(mapeo de: percepciones acciones)

Mapeo Ideal.Es aquel mapeo que especifica que tipo de acción deberá emprender un agente como respuesta a una determinada secuencia de percepciones

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Ejercicio 6

a

bc

de

f

gh

i

j

Diseñe un agente para resolverel siguiente problema.

1. ¿Cuál es el problema?2. ¿Cuáles son las entradas de

la tabla?3. ¿Cuántas entradas tiene la

tabla?4. ¿Se puede diseñar un agente

que mediante una tablapercepciónacciónresuelva este problema?

5. ¿Existe otra forma deresolver el problema?

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Ejercicio 61. entrada a2. entrada b3. a entrada4. a b5. a c6. b entrada7. b a8. b d9. c a10. c d11. c e12. c f13. .14. .15. .16. .

a

bc

de

f

gh

i

j

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4. DISEÑO DE AGENTES

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Estructura de los Agentes Inteligentes• Un propósito de la IA es el diseño de un programa de

agente (una función que mapee de percepciones aacciones)

• Este programa se ejecutará en algún dispositivo decómputo, o arquitectura.

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AgenteAgente = Arquitectura + Programa

Arquitectura.Pone al alcance del programa las percepciones obtenidasmediante los sensores, lo ejecuta y alimenta el efector conacciones elegidas por el programa conforme se vangenerando.

Programa.Es un algoritmo que recibe las percepciones del agente ygenera una secuencia de acciones.

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Estructura de los Agentes Inteligentes

• Antes de diseñar un programa de agente, hay que hacer la descripción PAMA– Percepciones– Acciones– Metas– Ambiente

AGENTE = ARQUITECTURA + PROGRAMA

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Estructura de los Agentes Inteligentes• Agente: Sistema de Diagnóstico

Médico– Percepciones

• Síntomas, evidencias, y respuestas del paciente

– Acciones• Preguntas, pruebas,

tratamientos– Metas

• Paciente saludable, reducción al mínimo de costos

– Ambiente• Paciente, hospital

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Estructura de los Agentes Inteligentes• Agente: Robot clasificador de partes

– Percepciones• Pixeles de intensidad variable

– Acciones• Recoger partes, y clasificarlas

en contenedores– Metas

• Poner las partes en el contenedor correspondiente

– Ambiente• Banda transportadora de

partes

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Estructura de los Agentes Inteligentes• Agente: Resuelve problema 8 fichas

– Percepciones• Alguno de los estados

– Acciones• Movimiento de una ficha

– Metas• Estado Final

– Ambiente• Posición de las fichas.

5 4

6 1 8

7 3 2

1 2 3

8 4

7 6 5

Estado Inicial Estado Final

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Ejercicio 7• Agente: Robot resuelve laberintos

– Percepciones

– Acciones

– Metas

– Ambiente

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Ejercicio 8• Agente: Sistema para el análisis

de imágenes por satélite– Percepciones

– Acciones

– Metas

– Ambiente

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5. TIPOS DE AGENTES

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Tipos de Agentes1. Agente reflejo simple.

– Las acciones del agente se establecen en función a una tabla depercepción acción.

2. Agentes con estado interno.– Es un agente reflejo, pero que almacena sus percepciones

anteriores, tiene memoria.

3. Agentes basados en metas– Agente que combina propiedades de los dos anteriores, pero que

tiene una meta a la cual llegar. Necesita buscar el mejor camino yplanificar la secuencia de acciones.

4. Agentes basados en utilidad.– Son aquellos agentes que tienen múltiples metas que cumplir,

mide el grado de satisfacción del grado de cumplimiento de susmetas.

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Ejercicio 9Indique el tipo de agente para cada caso:• Agente resuelve laberintos.

• Agente que entrega la Raíz Cuadrada de un número.

• Agente que conduce un automóvil.

• Agente del mundo de los wumpus

• Agente que resuelve el problema de los bloques.

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Ejercicio 9Indique el tipo de agente para cada caso:• Agente resuelve laberintos.

Agente basado en metas• Agente que entrega la Raíz Cuadrada de un número.

Agente reflejo• Agente que conduce un automóvil.

Agente basado en utilidad• Agente del mundo de los wumpus

Agente con estado interno• Agente que resuelve el problema de los bloques.

Agente basado en metas

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1. Agente reflejo simple• El usar una tabla de consulta explícita está fuera de toda

consideración.• Sin embargo, es posible resumir fragmentos de tabla

observando ciertas asociaciones entre entradas/salidas quese producen frecuentemente, y haciendo reglas decondición-acción, por ejemplo:– Si el carro de adelante está frenando, entonces

empezar a frenar.

RS EI BM BU

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Agente reflejo simple

AgenteComo es el mundo

ahora

Acción que debo tomar

Reglas condición-acción

Sensores

Efectores

RS EI BM BU

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Agente reflejo simpleFunción Agente-reflejo-simple (percepción) responde con una

acciónestática: reglas, un conjunto de reglas de condición-acción

estado Interpretar-Entrada (percepción).regla Regla-Coincidencia (estado, reglas).acción Regla-Acción[regla]

responder con una acción

RS EI BM BU

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Ejercicio 10• Construya un agente para identificar las soluciones de la

siguiente ecuación, asuma que los ai son enteros.

• Diga de que tamaño es la tabla percepción acción.• ¿Es práctico este agente?• ¿Cuáles son las restricciones?, resuelve todos los casos.

00

ni

i

ii xa

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2. Agente con estado interno• Agentes bien informados de todo lo que pasa.

• El agente reflejo simple funciona sólo si se toma la decisiónadecuada con base en la percepción de un momento dado.

• En ocasiones se requiere mantener cierto tipo de estadointerno para estar en condiciones de estar optar por unaacción.

• Ejemplo: imágenes de antes y después pare detectarcambios.

RS EI BM BU

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Agente con estado interno

Agente

Como es el mundo ahora


Reglas condición-acción

Sensores

Efectores

Estado

Como evoluciona el mundo

Lo que mis acciones hacen

RS EI BM BU

47 /60

Agente con estado internoFunción Agente-reflejo-con-estado (percepción) responde con una

acciónestática: estado, una descripción prevaleciente del

estado del mundoreglas, un conjunto de reglas de condición-

acciónestado Actualizar-Estado (estado, percepción).regla Regla-Coincidencia (estado, reglas).acción Regla-Acción[regla]estado Actualizar-Estado (estado, acción)

responder con una acción

RS EI BM BU

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Ejercicio 11• Cierto agente desea resolver el problema

del mundo de la aspiradora.• El mundo está conformado por una

cuadrícula de 2x2 (dos con basura).

• Diseñe un agente que usa una tabla depercepciónacción para resolver este problema.

• El agente inicia en la parte superior izquierda.• El agente “recuerda” las celdas ya visitas, pero no es capaz

de ver las otras celdas.• Diga que acciones son necesarias para resolver el

problema.• Diga cuál es el tamaño de la tabla percepciónacción .

49 /60

1

3

5

7

2

4

6

8

Ejercicio 11

50 /60

3. Agente basado en metas• Para decidir qué hacer no basta con tener información

acerca del estado que prevalece en el ambiente.

• Además del estado prevaleciente, se requiere cierto tipo deinformación sobre su meta.

• La búsqueda y la planificación son sub-campos de la IAque se ocupan de encontrar las secuencias de accionesque permiten alcanzar las metas de un agente.

• Este tipo de agente es diferente a los anteriores, debido aque implica tomar en cuenta el futuro.

• Puede ser más flexible si cambian las condiciones ocambian las metas.

RS EI BM BU

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Agente basado en metas

Agente



Metas

Sensores

Efectores

Estado



Qué efectos tiene tomar

la acción A

RS EI BM BU

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Ejercicio 12• Resolver el problema de las k-reinas, para k = 3.• El problema consiste en identificar en qué posiciones

colocar k reinas en un tablero de ajedrez de tal manera queno se “coman” entre ellas

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Ejercicio 12

Búsqueda

Ejecución

Formulación

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Ejercicio 13• Diseñar un agente para resolver el problema del

rompecabezas móvil o problema de las ocho fichas opuzzle.

2 8

1 6 4

7

3

5

1 2 3

8 4

7 6 5

55 /60

Ejercicio 13

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4. Agente basado en utilidad• Las metas no bastan por sí mismas para generar una

conducta de alta calidad.• Puede haber muchas secuencias de acciones que permitan

alcanzar la meta, pero algunas ofrecen más utilidad queotras.

• La utilidad es una función que correlaciona un estado y unnúmero real mediante el cual se caracteriza elcorrespondiente grado de satisfacción.

RS EI BM BU

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Agente basado en utilidad

Agente



Sensores

Efectores

Estado



Que efectos tiene tomar

la acción A

Que tan felizestaría en un estado

determinadoUtilidad

RS EI BM BU

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Ejercicio 14• Para la práctica Nro 2 especifique la fórmula que ha usada

para medir el desempeño de los equipos competidores.

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6. EL AMBIENTE

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El Ambiente• La relación entre el agente y el ambiente es siempre la

misma: el agente ejerce acciones sobre el ambiente, que, asu vez, aporta percepciones al primero.

medio ambiente

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Medio Ambiente• Accesible y no accesible.

– Accesible, si los sensores detectan los aspectos que requiere el agentepara elegir una acción.

• Deterministas y no deterministas.– Determinista, si el estado siguiente de un ambiente se puede determinar

completamente con el estado actual y las acciones escogidas por el agente.• Episódicos y no episódicos.

– Episódico, cuando la experiencia del agente se divide en episodios, si esepisódico, es más simple.

• Estáticos y dinámicos.– Estático, si el medio ambiente no cambia mientras el agente se encuentra

deliberando.• Discreto y continuo.

– Discreto, si existe una cantidad limitada de percepciones y accionesdistintas y distinguibles

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Ejercicio 15Ambiente Accesi-

bleDetermi-nístico

Episó-dico

Estático Discre-to

Ajedrez con relojAjedrez sin relojPóquerConducir un taxiSist. de diagnóstico médicoSistema. de análisis de imgs.Robot clasificador de partesControlador de refineríaAsesor de inglés interactivo

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Bibliografía• AIMA. Capítulo 2 y 3, primera edición.• AIMA. Chapter 2 y 3, second edition.

Mg. Samuel Oporto Díaz

REFERENCIAS:

L. Enrique Sucar (INAOE)

agente sent re

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