inteligencia artificial un cambio de paradigma ing. juan romanella
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INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Un cambio de paradigma
ING. JUAN ROMANELLA
Inteligencia Natural
Procesar a gran velocidad
Multiplicidad de sensores
Comparación con información almacenada
Combinación de información
Respuestas correctas o incorrectas
No necesita instrucciones explícitas
ING. JUAN ROMANELLA
REDES
NEURONALES
BIOLÓGICAS
ING. JUAN ROMANELLA
Neurona y conexiones sinápticas
1011 NEURONAS (100.000.000.000)
ING. JUAN ROMANELLA
Sinapsis
1014 sinapsis por neurona
ING. JUAN ROMANELLA
Activación neuronal
ING. JUAN ROMANELLA
Activación neuronal
ING. JUAN ROMANELLA
El nuevo paradigma
Biología molecular
Teoría cuántica
Informática
ING. JUAN ROMANELLA
Teoría cuántica de la conciencia
ING. JUAN ROMANELLA
Teoría cuántica de la conciencia
Las 4 leyes básicas Roger Penrose
Citoesqueleto celular Stuart Hameroff
ING. JUAN ROMANELLA
Las 4 leyes básicas
Relatividad
Incertidumbre
Incompletitud
IndecibilidadING. JUAN ROMANELLA
Teoría cuántica de la conciencia
Teorema de Rice Teorema de Cohen
Máquina de Turing
Teorema de Whitehead
Teorema d
e Ram
sey
Algoritmo de Kruskal
Teorema de Goodstein
Equivalencia de Max Dehn
Aritmética de Peano
Aritmética de RobinsonAritm
ética de Presburger
ENTRELAZADO
ING. JUAN ROMANELLA
Entrelazado
ING. JUAN ROMANELLA
EntrelazadoEnergía
Posición
Momento angular
ING. JUAN ROMANELLA
Entrelazado
Estados cuánticos mezclados
Dependencia matemática
Nube de Cs o Rb
ING. JUAN ROMANELLA
Entrelazado
Dios no juega a los dados Albert Einstein
¿Quién es Ud. para decidir qué es lo que hace Dios?
Niels Bohr
Dios no sólo juega a los dados, sino que a veces los arroja en lugares que no podemos ver
Stephen Hawkins
ING. JUAN ROMANELLA
ING. JUAN ROMANELLA
EL MICROTÚBULO
Teoría cuántica de la conciencia
ING. JUAN ROMANELLA
Cristalografía por rayos X . Amos y Klug. 2004
ING. JUAN ROMANELLA
Tubulina
ING. JUAN ROMANELLA
ING. JUAN ROMANELLA
ING. JUAN ROMANELLA
ING. JUAN ROMANELLA
ING. JUAN ROMANELLA
ING. JUAN ROMANELLA
Biología molecular
ING. JUAN ROMANELLA
Cristalografía con rayos X
ING. JUAN ROMANELLA
Biología molecular
100.000 proteínas
Organización para preservar el
equilibrio interior
ING. JUAN ROMANELLA
Biología molecular2° ley de la termodinámica
ING. JUAN ROMANELLA
Los organismos vivientes son sistemas abiertos; “beben orden” del ambiente, se regulan y preservan en la interacción.
En el ADN se encuentran los principios, las órdenes, el mapa de instrucciones que sostiene esta sistematización
Soria Carlos, 2004
ING. JUAN ROMANELLA
Biología molecular
5.000.000.000 de pares de nucleótidos
Las 4 bases nitrogenadas
ING. JUAN ROMANELLA
“No puede existir un lenguaje más universal y simple, más carente de errores y oscuridades y por lo tanto más apto para expresar las relaciones invariables de las cosas naturales que las matemáticas.Las matemáticas parecen constituir una facultad de la mente humana destinada a compensar la brevedad de la vida y la imperfección de los sentidos”
Joseph Fourier (1822)
“Lo que la biología molecular tiene de verdaderamente revolucionario en la era post Watson-Crick es que se ha vuelto digital... el código-máquina de los genes tiene un extraordinario parecido al de los ordenadores”
Richard Dawkins (1976)
“El lenguaje elemental de la vida tiene un principio de explicación en los modelos de la teoría cuántica y usa un alfabeto de cuatro letras que se unen de tres en tres, sostenidas por enlaces de azúcar y fosfato” Juan Romanella (2005)
ING. JUAN ROMANELLA
Chip de ADN
Explorar el ADN en busca de genes seleccionados.
Seguir o buscar secuencias de ADN determinadas
ING. JUAN ROMANELLA
Tecnologías en computación neuronal
ING. JUAN ROMANELLA
Informática
ING. JUAN ROMANELLA
Sun 4
200.000.000 bits/s
Cry 3
100.000.000.000 bits/s
325 km/h
50 Watts
1: 10.000
100 MWatts
Tecnologías disponibles
Computadoras de semiconductores
Computadoras quanticas
Computadoras de semiconductores
Del Silicio
al
Hafnio
Computadoras de hafnio
400 transistores de 45 nanómetros en la superficie de un glóbulo rojo humano
Intel, 2007
Hafnio
Intel, 2007
Hafnio
PEMRYN
280 millones de transistores en chip de Si410 millones de transistores en chip de Hf
2010 se llegará a 1.000 millones de transistores con tecnología de 32 nanómetros.
Intel, 2007
Computadoras de qubits
“nadie entiende la mecánica cuántica” Richard Feynman
“casi cualquier cosa se convierte en un ordenador si se le alumbra con el tipo correcto de luz”
Seth Lloyd
Computadora de qubits
Primer computadora de quantums3 átomos- 272,7 ºC
Computadora de quantums práctica500 a 5000 átomosTemperatura ambiente
La empresa canadiense D-Wave System ha presentado el primer ordenador cuántico
comercial de 16-qubits el 13 de febrero de 2007.
2 qubits tienen 4 posibles estados
00 01 10 11
50 qubits 1015 combinaciones
1.000.000.000.000.000
molécula C11H5F5O2Fe
Qubits prácticos
Espines nucleares de moléculas en disolución, en un aparato de RMN.
Flujo eléctrico en SQUIDs.
Iones suspendidos en vacío.
Puntos cuánticos en superficies sólidas.
Imanes moleculares.
Espines nucleares
Squidsdispositivos semiconductores de
interferencia cuántica
Josephson junction
Nb
Óxido de niobioPb+Au+In
Trampa de iones
Ecuación de Mathieu
Puntos cuanticos
Transistor de un solo electron
chaperonina
cisteína
Andrew McMillan, Jonathon Trent , 2006
Au
Imanes moleculares
Mn12O12(CH3COO)16(H2O)4
Inteligencia Artificial
Como hacer
Porque Hacer
Cuando Hacer
Para que Hacer
Aprendizaje y Adaptabilidad
Sistemas que piensan como humanos
Sistemas que actúan como humanos
Sistemas que piensan racionalmente
Sistemas que actúan racionalmente
Inteligencia Artificial
Modelado y simulación de actividades cognitivas
observar representar comunicarmemorizar
recuperar calcular aplicar procedimientos
comprender
conceptualizar
comparar relacionarordenar clasificar analizar sintetizar
elaborar hipótesis resolver problemas interpretar
inferir planificar evaluar transferir
CREAR
REDES
NEURONALES
ARTIFICIALES
ambiente Arquitectura + programa
percepciones
acciones
efectores
sensores
Acercamiento por modelos
Los Homunculus
Entradas, salidas y cajas negras
Redes
Redes con peso
Homunculus
Entradas salidas y cajas negras
Carlos von der Becke- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -U. FASTA- - - - - -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Foundations of Artificial Intelligence
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Dos amplificadores operacionalesson una neurona artificial analógica
e=excitación; i=inhibición; h=dintel -- Beer se aparta de este modelo
Red neuronal
McCulloch, Pitts 1950
Red neuronal con peso
Hipocampo
AdelanteAtras
Categorización
Hipocampo y Lóbulo Temporal
Memoria declarativa y semántica
Ganglio basal y Cerebelo
Memoria implícita
Modelo multicapa
De la teoría a la práctica
Historia
Simulación de red neuronal (1956)
PERCEPTRON (1962)
Lógica XOR (1969)
Memorias asociativas (década del 80)
Lógica difusa (década del 90)
Biológicos y cuánticos (2002)
HistoriaPerceptrón
Memorias heteroasociativas 8000 neuronas
Insecto ElectrónicoHardware dedicado 20000 neuronas
Gato ElectrónicoHardware evolutivo 1 millón de neuronas
AsimoCompuertas matriciales de efecto de campo 40millones de neuronas
PERCEPTRON
1º sistema con memorias heteroasociativas
Salida
Fotocélulas
Perceptron
Algoritmo de análisis del Perceptron
s
Salida de otras redesAsociación
HumedadTemperaturaVibraciónDisconfort
UmbralRuidoFactores de Distracción
Funciones de probabilidadErrores
Implementacion Perceptrón
Implementación Perceptrón
Carlos von der Becke- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -U. FASTA- - - - - -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Foundations of Artificial Intelligence
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“Correlato neural” de PERIPLANETA
Lógica Difusa
Heuristically programmed Algorythmic computer
HAL 9000
IBM 10000
SAL 9000
Lógica Difusa
Reconocimiento de vocesReconocimiento facialProcesamiento de lenguajeLectura de labiosApreciación del arteInterpretación de emocionesExpresión de emocionesRazonamiento
Lógica Difusa
Sistema anticipatorio
If Then
sistema
presente
modelo predictivo
probabilidad
Lógica Difusa
pasado presente
determinismo probabilidad
tiempo
variable delevento
futuro
Implementación Lógica Difusa
ASIMO
32768 módulos neurales
Módulo Neural 180 axones
1152 neuronas por módulo
450 millones de transistores por módulo
Implementación 109 (1.000.000.000) operaciones por segundo
106 neuronas 104 sinapsis 1.000 conexiones mas por segundo
107 neuronas 105 sinapsis 100.000 conexiones mas por segundo
1011 neuronas 1015 sinapsis 1.000.000.000.000.000.000 (un Trillón) de
conexiones mas por segundo
¿Qué nos falta?
El pensamiento humano no es solo racional sino también emotivo
El accionar humano no es solo mecánico sino motivacional
La emoción, el deseo, la motivación y el bienestar propio y de la especie guían la conducta humana inteligente.
La emoción por quién, el deseo hacia qué, la motivación hacia donde y el bienestar de quién guiará la conducta de los sistemas inteligentes?
Una pregunta a responder
¿El sistema inteligente será desarrollado en una computadora o en un ordenador?¿La inteligencia artificial tendrá un cerebro masculino o uno femenino?
Diferencias cognoscitivas
Cerebros femeninos y masculinos tienen funciones, habilidades y prioridades distintas
Diferencias cognoscitivasDiferencias cognoscitivas
Los hombres se destacan: Tareas espaciales Razonamiento matemático Recorridos en rutas predeterminadas
Las mujeres presentan: Mayor velocidad perceptual Mayor fluidez verbal Más recuerdos de los detalles de una ruta Más velocidad en trabajos manuales de precisión. Mejor significación de la expresión facial y
reconocimiento de caras
Los hombres se destacan: Tareas espaciales Razonamiento matemático Recorridos en rutas predeterminadas
Las mujeres presentan: Mayor velocidad perceptual Mayor fluidez verbal Más recuerdos de los detalles de una ruta Más velocidad en trabajos manuales de precisión. Mejor significación de la expresión facial y
reconocimiento de caras
Estas diferencias persisten con la evolución.
La cultura y la educación pueden atenuarlas pero no transformarlas
Se objetivan en tests neuropsicológicos y en neuroimágenes de alta resolución
Lopez Mato 03, modificado de Pease
Significado Paleológico
Hombre cazaba sólo. Desarrolló
Competencia,cálculo de distancia,visión tubular, percepción de sonidos graves, detección de movimientos lejanos, piel gruesa.
Comunicación corta y fuerte Pease A y B
Significado Paleológico
Mujer recolectaba frutos y cuidaba a la cría. Desarrolló
Cooperación, visión periférica, percepción de sonidos agudos,
detección de movimientos cercanos, piel fina con mayor tacto.
Comunicación verbal y paraverbal acentuada Pease A y B
Diferencias cognoscitivasMujer produce de 6 a 8.000 palabras por día. Siempre comunican emociones con los hechos
Hombre produce de 2 a 4.000 palabras por díaComunican hechos sin el conato emocional
Cuando los hombres llegan a casa no les queda nada...
Y las amas de casa casi no empezaron
Lopez Mato 03, modificado de Pease
Diferencias cognoscitivasLa voz del hombre, por su baja tonalidad, es percibida por la zona subtalámica
La voz de la mujer debe ser procesada por todo la zona auditiva del cerebro.
El hombre se cansa de escuchar a una mujer y termina ignorando la conversación
Hunter, Neuroimage, 2006
Diferencias cognoscitivas
SONIDOSONIDOMujer se comunica con una escala de 5 tonos.
Hombre escucha sólo dos
VISIONVISIONMujer ve más gamas de colores.
El hombre percibe mejor la rotación espacial y las tres dimensiones (gráficos, mapas)
Fisher, Pease
Diferencias cognoscitivas
Piel tiene 2 m2 con 2.800.000 receptores para dolor y 200.000 para temperatura en ambos sexos
Piel tiene 500.000 receptores para sensar caricias en la mujer, ocitocina-dependiente (hormona de apego)
Piel tiene el 30% menos de sensores en hombres.
Halbreicth, Pease, Fisher
Con la Inteligencia aparece la certeza de la finitud y la búsqueda de la trascendencia.
¿Las computadoras tendrán sentido de muerte y buscarán un dios?
En el mundo del carbono,primero surgen las emociones y los sentimientos y más tarde la inteligencia.
En el mundo del silicio o del hafnio, primero surgirá la inteligencia y a lo mejor, bastante más tarde las emociones y los sentimientos.
Andrea Romanella, 2005
MUCHAS GRACIAS
No basta con alcanzar la sabiduría,
es necesario saber utilizarla
Marco Tulio Cicerón 106 – 43 ac