quinta-feira, 19 de abril de 2012

Sistemas Inteligentes e Semiótica - Overview

Uma visão geral acerca do conhecimento, pensamento e inteligência!


Olá,

Hoje, eu decidi iniciar com uma frase que resume muito bem o que esse post irá trazer. Na figura acima (cérebro humano), é possível ver a estrutura de um dos orgãos mais incríveis do ser humano, e considerado o limiar entre um ser humano ter direito ou não a vida (Questão da polêmica envolvendo nascimento de fetos anencéfalos).

Apesar do ser humano buscar entender a estrutura física do cérebro, o maior desafio está em tentar entender o funcionamento interno, e como ele funciona, logo, nosso foco será em torno do pensamento e da inteligência.


Esse post será bem longo, mas também, será o mais completo sobre a área de inteligência artificial (IA), e assim, terminaremos essa primeira parte da série sobre sistemas inteligentes e semiótica.

Vamos lá....

Inteligência! A inteligência pode ser considerada como a capacidade de um indivíduo adquirir e aprender novos conhecimento, e ter a capacidade de tomar decisões. Para um sistema, isso poderia ser associado com um dispositivo capaz de adquirir conhecimento e informações ao seu redor através de sensores, armazenar esses dados e, baseado nisso, tomar decisões e conseguir adquirir novos conhecimentos, tornando-o "teoricamente" mais inteligente.

Na natureza, podemos encontrar como exemplo, o ser humano, animais e organismos. Todos esses sistemas naturais podem apresentar inteligência. No entanto, ele se diferenciam de sistemas artificiais, porque possuem capacidade de assimilação e processamento muito maior, sendo este último, uma diferença básica.

A semiótica, como dito em um post anterior, é a ciência que estuda signos, e a inteligência seria a capacidade de processar esses signos, e partir de então, passamos a enxergar uma relação entre ambos.

Ao tratar disso, não podemos deixar de considerar a Teoria do Conhecimento, uma ciência que teve origem com filósofos gregos, como Platão e Aristóteles, e tem como objetivo estudar a estrutura do conhecimento. Esse conhecimento, ainda é objeto de muitos debates, onde alguns defendem que existe na mente, e outros, no mundo. Particularmente, eu acredito que exista tanto na mente como no mundo, o que vai ser a "cereja do bolo" seria a interação entre ambos para se obter conhecimento. E como podemos conceber conhecimento? Sob olhar da semiótica, seria quando começamos a representar objetos do mundo real em nossa mente. Pense sobre isso!


Definindo o que é conhecimento, vamos lidar com alguns problemas. São eles:
  • Possibilidade: o ser humano pode realmente aprender um objeto?
  • Origem: O conhecimento está na mente ou no mundo?
  • Essência: O sujeito determina um objeto ou um objeto se auto determina?
  • Forma: O conhecimento é racional ou intuitivo?
  • Verdade: Quais critérios eu vou utilizar para determinar a verdade sobre um conhecimento?

Pensando nisso, foram propostas algumas teorias para explicar a origem do conhecimento: Racionalismo e empirismo.

O racionalismo, defende que o conhecimento pode ser obtido através da razão e do pensamento, já o empirismo, diz que apenas através das experiências, somos capazes de obter o conhecimento. Mas o intelectualismo, surgiu como uma teoria para explicar isso, dizendo que podemos adquirir conhecimento tanto do mundo como de experiências, mas será através da experiência que criamos novos conceitos.

Para a essência do conhecimento, temos outras filosofias que buscam explicar isso, seriam: realismo e idealismo. O realismo, vem dizer que existem objetos reais independente de possuirmos consciência sobre o mesmo ou não, e o idealismo, já foge disso, dizendo que tudo é fruto de nossa mente. Então, percebemos a intenção dessa teoria de tentar explicar como objetos são determinados e qual sua essência.

Mas não podemos esquecer de outro ponto, como realmente aprendemos sobre um objeto? Existem conceito que buscam explicar isso, como o conhecimento imediato, que defende a idéia de que basta olhar um objeto para que eu saiba tudo sobre ele, e o conhecimento mediato, que afirma a necessidade de múltiplos contatos com um objeto para que possamos realmente conhecê-lo. Também existe o conceito de verdade, dividido em transcedente e imanente. O conceito da verdade transcedente, afirma a necessidade de haver concordância entre conteúdo do objeto e o pensamento, já o conceito imanente, diz que basta haver concordância do pensamento com ele mesmo. Vocês conseguem perceber que já temos vários métodos para explicar como obter conhecimento. Isso pode ser facilmente aplicado para um sistema inteligente e como ele irá obter conhecimento do mundo ao seu redor, e quais critérios ele deverá considerar.

Teorias do Conhecimento e um pouco de Filosofia

A teoria especial do conhecimento, é uma das famosas explicações que buscam estudar a estrutura básica do conhecimento, havendo uma relação com a teoria geral, que vão tentar buscar formas de lidar com isso.
Nessa linha, temos grandes filósofos que trabalham com essas idéias. Aristóteles e Kant derivaram teorias de categorias a partir de palavras, havendo uma diferença na forma de agrupá-las.















Kant vem definir o pensamento de 12 categorias de 4 grupos e Aristóteles, classificou o pensamento em 10 categorias, mas isso gerou muitas críticas, pois limitou a divisão do pensamento. Ele também definiu 4 tipos de causalidades relacionadas ao conhecimento:


  • Causalidade final: relacionada com a finalidade para tudo que existe.
  • Causalidade material: relacionado com a matéria.
  • Causalidade formal: relacionado com a forma de algo.
  • Causalidade eficiente: relacionado com a origem de algo.

 Em especial, a causalidade final gerou muita polêmica, pois ele aplicou isso para coisas oriundas da natureza, o que entrou em conflito com questões teológicas e a fé.

Mas não apenas eles estudaram sobre isso, Descartes também tem suas idéias a respeito do conhecimento. Ele vem definir a separabilidade entre corpo e mente, em seu dualismo. E vem classificar idéias em categorias: Inatas; Factícias e Adventícias. Também classificou operações da razão, definidas por:

  • Intuição: o conhecimento pode ser obtido de maneira instantânea.
  • Dedução: o conhecimento é obtido através de um processo gradual.
E isso vai abrir as portas para o nosso famoso Método Científico! Que traz a proposta de um procedimento sistemático para atingir o conhecimento, e é utilizado por cientistas e pesquisadores do mundo.



Descartes começou a introduzir o conceito de idéias, mas será Locke que irá desenvolver muitas pesquisas na área. Jonk Locke define idéias simples como blocos básicos do conhecimento. Ele também irá definir qualidades, como aquilo capaz de gerar um pensamento num indivíduo. Sendo subdividido em qualidades primárias, que são idéias semelhantes ao objeto, e qualidade secundárias, que estão relacionadas com as idéias primárias.


Alguns mecanismo de retenção foram explicados por Locke:

  • Contemplação: seria a capacidade de reter o conhecimento por um determinado tempo.
  • Memória: sendo a possibilidade de recuperar o conhecimento que desapareceu. (Isso é familiar para você certo? - Memória de computador)
Ainda abordando as contribuições de Locke para as idéias, ele definiu operações da mente, tais como: discernimento, comparação, abstração, senso críticos e composição. A composição, será a responsável por gerar idéias complexas, que é dividida em 3 grandes classes: modos, substâncias e relações.

E finalmente, ele vem diferenciar idéia de conhecimento, onde idéia pode ser obtida a partir de sensoreamente e conhecimento, pode ser admitido como verdadeiro ou falso.


Após Locke, surgiram outros pensadores que buscaram reutilizar suas "idéias", é o caso de Hume. Ele veio contribuir defendo a existência de expressões antes das idéias. Para isso, existem elementos primitivos: conceitos e intuições. Havendo uma relação interessante, na qual sensações geram intuições, e o entendimento irá gerar conceitos.
Ele também irá trazer o termo juízos, que são conceitos acerca do mundo real. Havendo uma divisão em juízos a priori, que não necessitam de experiências, e o juízo a posteriori, que de maneira contrária, defenderá a necessidade de experiências. O principal problema do juízo a priori, está na dificuldade de sua comprovação. A lógica transcendental, será uma forma de tentar entender o conhecimento a priori.

Conceitos

Vamos entrar agora em diversos conceitos que irão tratar da forma como o conhecimento é estruturado, e passaremos a enxergar de forma mais clara suas relações com a semiótica.


  • Positivismo
Essa teoria vem defender a importância de considerar apenas resultados positivos originados de uma experiência, e por haver coisas que não podemos provar, ele irá desconsiderar o termo "substância", definido por Locke, já que eles são oriundos de objetos reais. Isso acaba sendo um problema, pois limita novas descobertas.
  • Reducionismo
O reducionismo, defende a possibilidade de reduzirmos um objeto ao seu nível mais básico, utilizando duas principais operações: Síntese e Análise. No entanto, existem críticas acerca dessa teoria, que contestam a possibilidade de reduzir coisas ao seu nível mais básico, havendo sempre algo além do reducionismo.
  • Estruturalismo
O estruturalismo, diz que a individualidade não tem importância. A estrutura seria o conjunto de relações entre determinadas coisas, havendo grande interesse de suas idéias para aplicação na relação entre palavras e seus significados.
  • Fenomenologia
A fenomenologia irá tratar de estudar os fenômenos globais, grandes e complexos, e o reducionismo terá a função de reduzir esse problema em partes menores e fáceis de serem resolvidas.
  • Construtivismo
Essa teoria irá defender a necessidade de construir conhecimento gradativamente, e para sistemas inteligentes e semiótica, isso poderia ser facilmente comparado com a capacidade de um agente conseguir captar uma informação do mundo e seu signo, e a partir disso, ser capaz de gerar novas idéias. Essa questão irá ser discutida novamente por Pierce alguns anos mais tarde, e alguns posts mais a frente nesse blog.
  • Pós modernismo
Essa teoria, vem explicar o mundo real, da forma como ele é! E vem influenciar principalmente a teoria da complexidade, autopoiese e auto organização.

Antes de ir para o próximo tópico, é importante citar o mecanismo básico de aprendizagem desenvolvido por Piaget. Nessa estrutura, ele explicar que um agente irá obter conhecimento do ambiente, e essa informação será comparada com sua estrutura neural. Caso não haja similaridade, um novo conhecimento será incorporado. Caso seja encontrada similaridade, então os valores da estrutura neural são atualizadas.

Teoria Autopoiética


Esse é um tópico que apresenta grande inspiração para o desenvolvimento de sistemas inteligentes, e aqui começamos a nos aproximar de um limiar de grande transformação nesta área de conhecimento.
Começamos com a abordagem de sistemas complexos, no quais foi verificado que havia um evolução lenta nas áreas de biologia e inteligência artificial, com a utilização de métodos positivistas/reducionistas.

Ao longo dos estudos, começou-se a definir organismo, que são estruturas naturais complexas que não podem ser reproduzidas sinteticamente, e as máquinas, sistemas naturais que podem ser reproduzidos sinteticamente. Também foram definidas relações de modelagem, que tem como objetivo separar sistemas formais e naturais.

Então começamos a desenvolver a teoria autopoiética! Por que eu coloquei a imagem de um corpo humano? Ao ler sobre essa teoria, você irá entender melhor.


Teoria autopoiética, seria um estudo da circularidade essencial. Essa circularidade é uma características presente em todos os seres vivos, e tem como definição, a capacidade de se manter. Logo, autopoiese, seria a capacidade de auto manutenção e auto preservação. Vocês conseguem entender que isso se trata exatamente da forma como o corpo humano funcionado. Concorda?  Não? Bom, faz um teste... pega algo cortante e faça um corte no seu corpo e espere um tempo. Se surgiu uma cicatriz, temos então uma prova de conceito. Caso não tenha surgido, vá se consultar.

Essa teoria defende que o processo de cognição, dar-se-á através de uma circularidade essencial complexa, e isso passará a ser diferente dos outros modelos, pois agora iremos mudar do processo para o organismo.
Aí definimos organização como um conjunto de estruturas, nas quais diferentes e diversas estruturas formam uma organização.

Mas não vamos confundir sistemas autopoiéticos com sistemas autônomos. O primeiro, terá a capacidade de produzir seus próprios componentes e manter sua organização, já sistemas autônomos, apenas precisam produzir seus componentes.
Sistemas autônomos são fechados em sua organização, porque por mais que sua estrutura mude, ele irá manter sua organização. E a interação entre sistemas na teoria autopoiética, ocorre basicamente através de uma congruência estrutural.

Semiose

Definimos que semiótica é o estudo dos signos, e agora, vamos considerar a semiose como o estudo dos processos sígnicos. Esse processo pode ocorrer tanto em organismos vivos como não vivos, por exemplo, em dispositivos artificiais desenvolvidos pelo homem.

A idéia de signo é estudada desde o período greco-romano, sendo que Locke criou o termo semiótica ,as foi Poinsot quem sistematizou a idéia de signo. A idéia platônica de signo define que idéias podem estar tanto na mente como no mundo real. A forma de obter esssa idéia pode ser obtida tanto de forma estóica, ou seja, por indução, como por modo epicurista, onde o significado é o próprio objeto. Um pensador que contribuiu para a semiótica foi Santo Agostinho, que veio definir conceito de signo natural e convencional.

Na semiose, também existem problemas. Um deles seria o Problema dos Universais, que vai tratar do relacionamento entre signos para conceitos gerais, e algumas formas de interpretação foram desenvolvidas, como a interpretação exegética, que vem fazer um estudo inspirado na bíblia.

A doutrina das assinaturas é outra teoria da semiose, que vem mostrar que fenômenos da natureza podem ser identificados por códigos.

Só que ao longo dos anos, a idéia de signo foi sendo trabalhada, e Descartes introduziu algumas mudanças, como a definição de idéias inatas, que veio influenciar o racionalismo.

Sausurre

Ele foi um pensador que trouxe grandes contribuições para a semiótica, e veio acompanhado do iluminismo, que trouxe o conceito de iconicidade. Sausurre é considerado o pai da linguística moderna, no entanto, ele vem trazer um conceito mental de idéia e significante, e isso gerou muitas críticas. Por tratar mentalmente os conceitos semióticos, ele exclui o objeto de referência, já que este deriva do mundo real.

Um dos conceitos apresentados por ele são a arbitrariedade, na qual palavras podem ser escolhidas dentre milhares de outras possíveis e a convencionalidade, onde a escolha de palavras e termos é feita a partir de uma convenção linguística adotada pela maioria.

Outros termos criados por Saussure são: Langue, que seria a lei por trás da linguística e Parole, que seria a forma como a língua é falada. Também definiu a sincronia, na qual não necessita avaliar o contexto passado da mesma, e a diacronia, onde existe a necessidade de considerar a evolução histórica de uma frase.

Na linguística, também definimos as relações sintagmáticas, que vem tratar a linearidade de palavras, e as relações paradigmáticas, que buscam explorar as combinações e possibilidade de mudança em pontos da frase.

Um comparação a ser feita com outros linguistas, seria Hjelmslev, que faz uma abordagem linguistica e Saussure aborda tanto a linguística como a não linguística.

No contexto de outros pensadores linguisticos, temos o conceito de glossemática, que busca estudar o mundo real e objetivo, como ele realmente é, fazendo uma abordagem formalista.

Conteúdo/Expressão

A matéria de expressão e conteúdo são amorfas, pois não existem conexões entre elas. Esses conceitos começam a estar ligados com definição de substâncias e conteúdos. Uma metáfora que ilustra bem seria em relação a esculturas de barro. Na qual a areia seria a matéria, o modelo do balde seria a substância e o molde seria a forma.



E como a substância é um conjunto de relações de formas, então não existe substância sem forma. Já as figuras, seriam elementos sígnicos, onde figuras de expressão seriam fenômenos da língua, e figuras de conteúdo podem ser pleremas.

 Em relação ao plano de expressão e conteúdo, eles são homólogos por possuírem conteúdo, expressão e figuras.

Em se tratando de articulação de código, seria a divisão de níveis, onde a primeira seriam palavras e a segunda, seriam fonemas. No caso de um semáforo, seria um código sem articulações, pois o significado das cores não pode ser decomposto.

Mas existem também códigos sem a primeira mas com segunda articulação, na qual não é possível decompor em sistemas com significado (Ex. Código Morse), assim como os sistemas com a primeira mas sem segunda articulação, onde é possível decompor elementos, mas sem quebrá-los. E por fim, os códigos de dupla articulação, que podem ser decompostos em dois elementos com significados, por exemplo, as datas.

Semiótica e Pensadores

Na semiótica, existe o signo conotativo, na qual ele pode possuir inúmeros significados, por exemplo, um tom de voz. Uma forma de semiótica, a funcionalista, vem trazer o conceito de funcionalidade e utilidade, o que distingue de outras teorias semióticas.

Podemos definir alguns conceitos na semiótica linguística, como o Tema, que seria o contexto de uma oração e o Rema, que seria a informação trazida pela oração. A teoria das funções semióticas, também vem tratar da auto realização de um signo para um intérprete.

Existem os traços significativos, que são as diferenças de significados, e uma abordagem comum na língua portuguesa, e também utilizada na semiótica, são a metáfora, que aborda a linearidade entre palavras, e a metonímia, que vem tratar da contiguidade.

Um pensador chamado Jakobson, veio trazer o conceito de comunicação verbal, ilustrada abaixo:


E Derrida, veio trazer os conceitos:

difference - na qual o signo possui significação pela sua diferença.

differance - o signo possuirá diferença com traços de outros elementos.

Barthes, abordou os elementos ocultos em signos, criando a semiótica conotativa.

O pensador Greimas, veio trazer uma nova abordagem, fazendo o estudo do discurso. Definindo uma estrutura elementar de significação. Agora, podemos também o conceito de sema e semema.
Sememas seriam um conjunto de relações de semas, onde um sema nuclear seria a idéia principal do semema, e o sema contextual, seria o elemento semelhante entre sememas diferentes.

E Greimas, também vem apresentar o quadrado semiótica, que tem a função de estudar os níveis mais profundos de um texto, e a estrutura actancial, que seria um conjunto de relações em níveis sintáticos mais profundos. Ele também traz o conceito de isotopia, que seria a coerência em um texto, logo, um texto fácil de ler e conciso seria um texto isotópico.

Finalmente, vamos considerar Morris, um dos mais importantes pensadores semióticos modernos, que buscou simplificar os pensamentos de Pierce.

Morris define algo é um signo, apenas se for considerado um signo por algum intérprete. E passamos a considerar 3 dimensões da semiose:

  • Sintática: interação entre um veículo e outro veículo.
  • Sintaxe: Interação entre veículo e um designatum.
  • Pragmática: Interação entre veículo e um interpretante.
Onde sintaxe, seria uma extensão da sintática, abrangendo outros níveis da linguística. Em relação aos objetos de interação, eles são definidos abaixo:
  • Denotatum: é aquele que permite a conclusão da sequencia de uma resposta.
  • Designatum: relacionado com o que algo está se referindo.
  • Significatum: seria o que o denotatum executa.
Morris também vai definir significado e significância, onde significado é o que um objeto representa, e significância, seria o que o objeto representa para um intérprete. E nesse mesmo contexto, ele apresente o termo volição, relação com o impulso a ação e o valor, que seria o nível de satisfação com um determinado objetivo.

Em relação ao interpretante, Morris vem definir 3 dimensões:
  • Designativa: relacionado com a análise de algo.
  • Apraisiva: avaliando ao que se refere.
  • Prescritiva: realizando um impulso a ação, baseada na análise.

Concluindo

Todo esse estudo, abordou um contexto ainda pouco explorado sobre o funcionamento da inteligência, e podemos ver que isso abre um novo horizonte para expandir esse campo de ciência com tanto potencial para crescimento, aplicabilidade e trazendo inovação para outras áreas de estudo.

Nós próximos posts, farei abordagens mais isoladas a respeito desse tema, mas a primeira parte da série Sistemas Inteligentes e Semiótica fica por aqui.


Finalmente

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quarta-feira, 18 de abril de 2012

Sistemas Inteligentes e Semiótica - Morris e a simplificação da teoria de Pierce


Olá, 

Neste post, iremos tratar de entender a proposta da semiótica desenvolvida por Morris.  Primeiramente, ele define o escopo da semiótica como o estudo de qualquer tipode signo, envolvendo tanto homens, como animais e organismos. Então nesse momento, passamos a considerar que todo ser vivo é inteligente!!

É importante citar que nessa caso, signo é qualquer coisa que pode ser interpretada por um intérprete. Morris, também entende que a semiótica possui uma relação dupla com a ciência, servindo tanto como ciência, quanto instrumentos da mesma.
Para a ciência, seria o estudo da significação descrito na forma de significação.

Com essa introdução, definine-se então a semiose como uma estrutura, composta por três fatores: O veículo do signo, designatum e seu interpretante. Daí, define-se esse modelo como triádico.
  • Veículo: basicamente é aquilo que seria o signo e transmite o signo.
  • Designatum: está relacionado ao que o signo se refere, algo que está no mundo e não na mente.
  • Interpretante: São os efeitos causados pelo signo em um intérprete.

Assim, temos uma coisa que significa, com referencia para o mundo, e com interpretação pela mente. Vamos agora analisar a abordadem de Morris, para decompor o designatum e significatum em diferentes definições:
  • Denotatum: que seria algo que permite a conclusão de uma determinada sequencia de significados as quais um interprete é exposto.
  • Significatum: Seriam condições que qualquer coisa que as execute seriam um denotatum.

Para não confundir designatum com denotatum, vamos esclarecer que denotatum é uma classe de objetos existentes, já designatum, trata de objetos referenciais.
Morris, também divide a semiótica em dimensões. São elas:
  • Sintática: que seria relacionado com a combinação e relação entre signos, e como eles podem formar signos compostos.
  • Semântica: trata da relação do signo com seu designatum, ou seja, aquino na qual o signo se refere.
  • Pragmática: relacionado entre veículo de signo e seus intérpretes, estudando o seu uso e efeitos.

Um dos objetivos da proposta de Morris, é estabelecer uma relação da semiótica com o mundo, fugindo um pouco da abordagem mentalista. Falando sobre signo, vamos aproveitar e definir tipos de signos:

·         Signo pessoa x Signo Interpessoal
·         Signo Confiavel x Signo Não-confiavel
·         Signo vago x signo preciso
·         Signo ambíguo x signo não ambíguo
·         Signo singular x signo geral
·         Signos sinônimos
·         Signo indexical (depende do contexto para trazer o significado)
·         Signo caracterizador (caracteriza aquilo que ele pode denotar)
o   Ícone
o   Símbolo

Mas vamos citar que Morris, propôs modos de significação. Isso que dizer, que haverá formas de avaliar as dimensões dos signos. Podemos detalhar em 5 modos:

  • ·         Designativo: declarações;
  • ·         Apreciativo: avaliações;
  • ·         Prescritivo: comandos;
  • ·         Identificativo: designa alocações em espaço e tempo;
  • ·         Formativo: designa formadores.


Nesse momento, começamos a tratar de uma abordagem mais prática de todos os conceitos, termos e filosofias apresentados até o momento. Isso, nos dá a possibilidade de enxergar possíveis aplicações no campo da robótica, sistemas inteligentes, entre outros.

Toda essa teoria, está relacionada com as idéias de Pierce, outro filósofo que apresentar grandes contribuições na área de inteligência artificial. No próximo post, faremos um estudo mais completo acerca da semiótica, e em breve, começaremos com algumas colocações mais práticas, buscando enxergar aplicações para tudo isso.

Finalmente

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Até a próxima!

segunda-feira, 9 de abril de 2012

Sistemas Inteligentes e Semiótica - Teoria do conhecimento

Olá,

Dando continuidade a essa série de posts sobre sistemas inteligentes, aqui iremos tratar de conceitos mais etimológicos e filosóficos, acerca dos termos e conceitos presentes na área de teoria do conhecimento.  Mas antes, gostaria de apresentar um vídeo interessante [em inglês], de uma palestra da Universidade de Stanford ministrada pelo professor Andrew Ng, que trata um pouco sobre o futuro da robótica e inteligência artificial. Veja abaixo:


Você pode ver aplicações em diversas áreas, desde a sua casa, até aplicações militares. Logo, o que estou tratando aqui não é algo supérfluo e sem aplicações. Espero que o vídeo tenha servido como motivação para descobrir um pouco mais sobre inteligência artificial.
Então, acomode-se aí na cadeira, se quiser coloque aquela série de músicas que te ajudam a ficar concentrado e boa leitura.


Conhecimento

Quando começamos a falar de inteligência, é natural a tendência de tentarmos definir conhecimento. Mas é importante esclarecer que esse é um tópico complexo, e que precisará der um certo tempo de debates sobre o assunto. Nesse post, farei uma breve apresentação a respeitos dos aspectos relacionados com a possibilidade, origem, essência e formas do conhecimento humano. Você consegue perceber a complexidade? Mas tomarei os devidos cuidados para evitar que você canse de ler e feche a janela.

Sabendo disso, vamos considerar que existem teorias que tratam a respeito do contato entre homem e o objeto, e a partir dessa interação, um conhecimento é gerado sobre esse mesmo objeto. Então, obtemos os seguintes aspectos acerta desse conhecimento.

  1. Possibilidade do conhecimento: Essa é uma questão fácil de entender, pois está relacionada com a verdade de como podemos obter conhecimento. Existem várias teorias que apontam possibilidades sobre a veracidade de conhecer um objeto, são elas:
    • Dogmatismo: É óbvio que uma pessoa pode aprender um objeto, afinal, os objetos existem. Podemos ver e sentir! Normalmente, nós engenheiros aceitamos isso melhor do que filosóficos.
    • Ceticismo: Uma pessoa não pode aprender um objeto em sua total representatividade, mas apenas impressões parciais sobre o mesmo. Logo, o objeto está fora do alcance do entendimento de uma pessoa. Na prática, isso poderia ser considerado como a limitação sensorial de robôs, concorda? Afinal, isso impede que eles conheçam todo o objeto.
    • Subjetivismo: Limita a validade da verdade relacionada ao objeto. Ou seja, o objeto existe apenas para uma determinada pessoa, sendo de uma interpretações diferentes por outros sujeitos.
    • Pragmatismo: A verdade sobre um objeto só é válida se possuir utilidade. Logo, o homem é um ser prático, e a verdade sobre o objeto deve ser prático também.
    • Criticismo: Não trata da teoria dogmaticista e nem ceticista, mas sim, levanta um caráter reflexivo e crítico. Seria como uma teoria mediana a respeito destas.
  2. Origem do conhecimento: Esse aspecto nos dá diferentes posições filosóficas a respeito de como o conhecimento é originado. Temos os seguintes:
    • Racionalismo: vê no pensamento e na razão, a fonte principal de conhecimento, ou seja, apenas a nossa mente gera conhecimento. Uma das defesas utilizadas por esses filósofos, são as questões matemáticas, relacionadas a deduções por exemplo.
    • Empirismo: Talvez o principal representante dessa filosofia, que defende a necessidade de experiências para origem de conhecimento. E realmente, a ciência moderna utiliza muito esse aspecto para pesquisas.
    • Intelectualismo: Tem a tentativa de gerar racionalismo com empirismo, onde o conhecimento pode ser gerado através de ambos.
    • Apriorismo: Colocado por Kant, existem elementos a priori da experiência que são importantes para originar conhecimento, ou seja, existem fatores pré-experiências, que serão necessário para "casar" com o conhecimento obtido do empirismo, e assim, gerá-lo.
  3. Essência do conhecimento: Vem tratar da relação entre sujeito e objeto. Em outras palavras, vem buscar uma relação onde o sujeito determina o objeto, ou o objeto que se determina para o sujeito.
É possível ver que, esses aspectos relacionados a questões internas e pré-conceituais sobre conhecimento, já podem gerar uma boa discussão sobre o assunto. Mas além disso, ainda existem outras teorias que buscam explicar o conhecimento, ultrapassando um pouco essa fronteira, é o caso da metafísica.

A principal idéia por trás da metafísica, e gerar condições iniciais que expliquem como as coisas funcionam. Normalmente, isso se aplica ao que não conseguimos explicar. No entanto, ainda existe uma barreira da ciência em aceitar essa idéia, por que? A principal razão é porque, são resultados passíveis de provas. Em outras palavras, não existem maneiras de provar esse tipo de solução, por isso, nós engenheiros acabamos fugindo. :-)

No entanto, antes da metafísica, é necessário considerar a pré-metafísica, que considera as seguintes posições:
  1. Objetivismo: O objeto irá se determinar para o sujeito e ponto.
  2. Subjetivismo: O sujeito será o determinador do objeto e ponto.

Voltando para a metafísica, vamos discutir um pouco sobre o caráter ontológico, ou seja, a real existência de um objeto. Assim, temos algumas posições filosóficas, que são:

  1. Realismo: Solução que defende a existência de coisas reais, independente de possuir uma pessoa que olhe ou não o objeto. Para nós engenheiros, isso é claro, pois existem objetos lá fora que apesar de não estarmos olhando, existem. Analisando em detalhes, temos alguns tipos principais de realismo:
    • Ingênuo: As coisas são exatamente como são percebidas. 
    • Natural: Distingue a percepção do objeto, ou seja, existe uma forma de perceber o objeto.
    • Crítico: Defende que existem objetos, mas existe uma relação que interfere na percepção desses objetos. Isso se reflete em detectar ou não atributos de objetos.
  2. Idealismo: Simplesmente explica que tudo é uma ilusão, e todos os objetos são criações da  nossa mente. Pessoalmente, para nós engenheiros isso não faz muito sentido. Concorda?
    • Subjetivo: Em poucas palavras, o objeto está na mente.
    • Objetivo: Define que os objetos foram criados pela mente.
  3. Fenomenalismo: Essa teoria defende que não conhecemos as coisas que ela são, mas apenas como elas são apresentadas por nós. E nossa mente irá interpretar apenas o que nos é apresentado.
Vocês podem ver que esse é um tema que deve ser tratado com cuidado, e definir conhecimento possui complexidades que vão interferir no nosso conceito de inteligencia artificial.

Agora vamos tratar de uma última discussão sobre conhecimento, mas não menos importante. Seria relacionado as formas de conhecimento. E podemos apresentar os seguintes principais tópicos:

  • Conhecimento mediato: na qual defende a existência de uma pluralidade de atos para compreender o objeto. Ok, vou tentar ser um pouco mais claro. Essa posição defende que é necessário haver vários contatos com um objeto sobre diferentes ângulos e faces para que eu possa extrair conhecimento dele.
  • Conhecimento imediato: Aqui temos uma posição um pouco mais delicada. Aqui, pensamos que o simples fato de ver algo, já me torna capaz de conhecer um objeto, e nenhuma outra interpretação é necessário. Intuitivamente, vocês podem ver que existem lacunas nessa teoria. Concorda?

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Vamos pensar??
Se você leu até aqui, deve imaginar que não sabia que inteligência artificial atingia essas fronteiras. E em algum momento, passou a buscar interpretações práticas de toda essa "filosofia". Vou ajudar então... vamos usar como exemplo um robô, que se chamará Toby. Ele será nosso objeto de estudo ao longo dos próximos posts, combinado?


Bom, o Toby acabou de ser criado, e possui um chip com IA e agora, supomos que ele é um robô inteligente. Nesse momento, ele deverá aprender sobre o funcionamento do mundo, adquirindo C-O-N-H-E-C-I-M-E-N-T-O! E como ele irá captar o conhecimento? Através de sensores (ex: câmeras, sensores de iluminação, sonar, sensores térmicos, pressão, etc.). Daí, a importância de entender como o conhecimento deve ser processado. Fazendo links com o que estamos vendo... se o Toby visualizar uma mesa através da sua câmera, isso irá lhe dar uma total compreensão do que a mesa é? Ou será necessário outras formas de percepção para que ele possa saber se a mesa é pesada, se possui um bom material, etc? Vocês conseguem ver como isso se aplica ao conhecimento mediato, discutido em formas de conhecimento?


Agora, puxando para aspectos do conhecimento. Lembra do empirismo? E se o Toby fosse capaz de gerar novo conhecimento a partir de experiências que ele fosse adquirindo ao longo do seu funcionamento? Em outras palavras, e se ele fosse capaz de criar novos signos a partir dos signos pré-existentes em seu processador? Ou aqueles que foram implantados a priori...  Consegue ver as possibilidades?
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Mas é importante prestarmos atenção no seguinte aspecto.. é suficiente que algo é seja verdadeiro para nós? Afinal, aquilo pode ser falso para outro. Então devemos ter a certeza de que algo é verdade, e para isso, precisamos definir alguns critérios relacionados a crença em algo. Então, vamos tratar sobre alguns critérios da verdade.

  • Verdade transcendente:  seria a concordância entre o que penso sobre um objeto, e o que ele é na realidade, então podemos definir isso como uma verdade. Mas como podemos estabelecer essa concordância? O que pode ser universalmente válido?
  • Verdade imanente: Mais usado pelo pessoal lógico, só existe uma verdade se não existem contradições. Quem utiliza linguagens como Prolog ou Lisp, não se preocupa com sua relação com outros objetos. Desde que não haja contradição, então isso é válido. Mas será que isso é suficiente?

Vocês estão vendo que definir verdade e certeza é algo muito delicado. E isso é um dos principais problemas na inteligência artificial clássica. :-(

Então o que fazer? Bom, o máximo que podemos utilizar é uma crença, agora se realmente são crenças verdadeiras, isso não podemos provar. Então passamos a trabalhar com probabilidades.

Teoria do Conhecimento (das Categorias)

Agora que sabemos um pouco mais sobre conhecimento, podemos aborda a Teoria Especial do Conhecimento, que vai tentar nos mostrar conceitos mais básicos que definem objetos. Esses conceitos serão chamados por nós de CATEGORIAS!

E qual a idéia principal? É que através disso, poderíamos enquadrar todo o tipo de conhecimento através das categorias. Em outro ponto de vista, podemos dizer que nossa mente é dividida em categorias, e elas serão responsáveis em determinar os objetos e suas propriedades no mundo.

Filosofia da Mente

Nada mais justo do que discutir sobre inteligência e não esquecer dos principais responsáveis por essa discussão, os filósofos. Em especial, dando um breve "Olá" para Aristóteles e Descartes.


  • Aristóteles (384 a.C. a 322 a. C.): Trouxe a teoria de que palavras são formas de expressar conhecimento, e essas expressões podem ser primárias ou secundárias. Essas relações primárias podem ser divididas em categorias: substâncias, quantidades, qualidades, relações, lugares, período de tempo, posições, estados, ações ou efeitos.
  • Descartes (1596-1650): Conhecido por sua teoria do dualismo (corpo-mente), talvez umas das principais contribuições foram as 4 regras para atingir o conhecimento estabelecidas por ele:
    • Regra da evidência: aceite apenas o que é claro e não pode haver dúvidas sobre aquilo.
    • Regra da divisão: Devemos dividir o problemas em parcelas menores e mais fáceis de de serem resolvidos.
    • Regra da ordem: devemos ir do simples ao complexo.
    • Regra da enumeração: É importante revisar todo o processo para ter certeza de que nada foi omitido!


Resumindo...


Vimos conceitos importantes relacionados a teoria por trás do conhecimento, formas de interpretação de objetos e um "aceno de mão" para a filosofia. Demos uma pincelada a respeito do problemas do conhecimento, que estão relacionados com a forma como podemos aprender e originar conhecimento. Qual a sua essência e como avaliar a verdade por trás de um conhecimento.
Podemos analisar também, o início de uma relação da implementação dessa teoria aplicadas a sistemas inteligentes, apresentando nosso robô Toby.

Nos próximos estudos, iremos discutir com mais detalhes algumas teorias mais modernas, criadas sobre a forma como concebemos conhecimento. E a partir disso, vocês sairão um pouco da zona de conforte sobre o que vocês sabem sobre IA, e passarão a conhecer e entender um pouco melhor sobre SISTEMAS INTELIGENTES.

Finalmente

Qualquer dúvida, crítica ou elogio, fiquem a vontade para comentar abaixo ou enviar um e-mail para:

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Obrigado pela atenção!

domingo, 8 de abril de 2012

Sistemas Inteligentes e Semiótica - Introdução

Olá,

Vamos então iniciar uma jornada de uma semana ou mais sobre o mundo da inteligência artificial. Ao longo dos próximos posts, você encontrará uma discussão sobre esse tema que nunca esteve tão na moda como nos dias de hoje, SISTEMAS INTELIGENTES.  Esses posts foram inspirados da disciplina ministrada pelo Prof. Gudwin, da Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação da UNICAMP. Então, sabemos agora que temos uma base sólida de onde tiro a maioria dos meus argumentos.

Esses textos são indicados especialmente para engenheiros elétricos e de computação, principalmente devido a termos técnicos que serão apresentados, mas é claro, se você tem curiosidade em entender sobre essa área e é um entusiasta de inteligência artificial, então APRECIE!

Introdução

Pode-se encontrar muitos grupos de pesquisadores que já consideram que a era de sistemas inteligentes já chegou. Alguns acham que implementando um método neural, já torna meu sistema autônomo. Outros afirmam que a inclusão de sensores e atuadores, já é suficiente para considerar um sistema com inteligência. Um exemplo, são os chamados edifícios ou casas inteligentes, que nada mais são do que uma estrutura, formada com diversos sensores. Mas ao longo dos próximos posts, veremos que esse não é um assunto tão trivial.

É possível que você já tenha assistido muitos filmes que tratam sobre esse tema INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL, e sem dúvida, uma das principais produções cinematográficas que buscaram explorar esse assunto sobre um aspecto ousado e futurístico, foi o filme I.A. de Steven Spielberg (ver trailer abaixo). É claro que ainda estamos longe de atingir este nível, mas é um ótimo meio de analisar essa questão.


Eu também poderia citar inúmeras situações que utilizam o termo INTELIGENTE, principalmente para destacar uma nova função de um determinado equipamento. Mas vamos parar para pensar, e questionar: "O que leva algo a ser considerado realmente inteligente?".
Vou tentar utilizar um exemplo.

  • "Casas inteligentes atraem cada vez mais clientes no mercado capixaba." [1]. Bom, lendo a matéria, vemos que uma empresa conseguiu tornar automática, situações cotidianas de uma pessoa em uma residência, por exemplo, acender uma luz, ligar um alarme, etc. Então, eu levanto a questão, isso é tornar uma casa inteligente ou apenas automática? Considerando o que é discutido, levo a conclusão que minha casa é burra? Se você respondeu SIM, então eu pergunto...
Defina o que é inteligência? Ou melhor, defina o que são sistemas inteligentes? 

Agora as coisas ficaram um pouco mais complicadas hein. Você consegue perceber como isso não é trivial certo?

Na verdade, o início da discussão sobre inteligência artificial, iniciou por volta de 1960 anos, onde cientistas e pesquisadores da área começaram a se interessar por esse campo do conhecimento. A partir daí, inúmeras técnicas começaram a florescer, como o caso das redes neurais artificiais, sistemas Fuzzy, computação evolutiva e sistemas especialistas.
Mas até hoje existe a questão, como podemos desenvolver um sistema inteligente capaz de reproduzir fielmente a inteligência humana? É claro que existem sistemas que mimetizam a inteligência do ser humano, como é o caso o caso de aparelhos que fazem reconhecimento de faces, aprendem comportamentos, porém, ainda existe um gap muito grande em relação ao modelo de inteligência que é proposto pelo filme de Spielberg por exemplo.

Nessa linha de pensamento, levaremos a buscar entender um pouco sobre o que são sistemas inteligentes, e utilizaremos a semiótica como principal ferramentas para buscar nos aproximar de um sistema considerado realmente inteligente.

Nesta discussão, também faremos uma viagem sobre conceitos filosóficos que tratam de inteligência. Afinal:

"Para criar sistemas inteligentes, é preciso entender como a inteligência do ser humano funciona. Concorda?"

Inteligência Artificial (IA)

Antes de iniciarmos qualquer discussão sobre sistemas inteligentes, para tentar entender o que é inteligência artificial. Nesse momento, reflita e define: O que é inteligência artificial?

Infelizmente, ainda não existe uma definição exata do que é IA. Mas existem algumas coisas que tentam mostrar algumas premissas que envolvem inteligência. Por exemplo, um sistema inteligente deve envolver: conhecimento, raciocínio, pensamento e idéias. Além disso, existem situações que servem como prova para verificar se um sistema é inteligência. Por exemplo:
  • Meu sistema é capaz de resolver problemas e compreende-los?
  • Meu sistema consegue planejar ações futuras?
  • Meu sistema consegue aprender coisas novas?
  • Etc..
Podemos dizer então, que caso um sistema computacional possua todos esses atributos, então ele é inteligente. Correto?

Errado! Porque inteligência envolve muitas outras questões que definem se um sistema possui ou não inteligência. Na verdade, não existe uma classificação única de sistemas inteligentes. Sempre existe um fator que interfere na definição desses sistemas, mas com certeza, esse é um caminho que irá nos ajudar a compreender aonde queremos chegar! 

Ainda sobre esse assunto, existem sub tópicos que foram gerados a partir dessa discussão, por exemplo, a área de inteligências múltiplas, uma teoria desenvolvida por um pesquisador de Harvard, chamado Howard Gardner, que busca explorar e entender o conceito de inteligência.

Para fechar esse tópico, podemos trabalhar com a idéia durante esse estudo, que a inteligência poderia ter a seguinte definição:

- A inteligência é uma propriedade composta e derivada, que atua sobre diferentes domínios. Não é algo único, mas algo que se compõe de diversas outras capacidades.

Na verdade, essa discussão, é a principal motivação para estudar um dos nossos tópicos de estudo, a SEMIÓTICA, uma área de pesquisa que busca compreender o funcionamento do pensamento humano,e  consequentemente, entender o que é inteligência.

Semiótica

Ok! O que semiótica tem a ver com inteligência artificial???

A primeira coisa é entender a etimologia da palavra: Semi = signos e ótica = estudo. Ou seja, estudo dos signos. Logo, temos que entender sobre os astros e estrelas. Brincadeira!! (hehehehe) Na verdade, signos tratam de significados ou significação de alguma coisa.

Pode parecer simples, mas eu pergunto, "O que é significado?"!! Você pode ver que essa não é uma pergunta tão simples, e a semiótica busca explicar isso também.

Então, vamos tratar com a idéia de que um sistema inteligente é capaz de processar signos! Você consegue entender agora qual a relação de ligação entre essas teorias?

Um filósofo que defende essa idéia, foi Pierce, que afirmava que pensamos através de signos. é possível entender como isso abre uma nova porta para o desenvolvimento da área de inteligência artificial? Ficou mais claro como a semiótica dá uma alternativa para atingirmos a inteligência proposta no filme lá no início do post?

Palavra final

Esse primeiro post serviu para dar uma idéia do que discutiremos durante esse estudo. Espero que muitos comecem a pensar melhor sobre o que é inteligente artificial, e o que leva um sistema a ser considerado realmente inteligente.


Qualquer dúvida, crítica ou elogio, fiquem a vontade para comentar abaixo ou enviar um e-mail para:

claudiof [ARRÔBA] decom [ponto] fee [ponto] unicamp [ponto] br

Obrigado pela atenção!

Estou ansioso para essa viagem com vocês!

Mais informações podem ser encontradas no link:  http://www.dca.fee.unicamp.br/~gudwin/courses/IA005/Aulas.html

Referências no texto:

sábado, 7 de abril de 2012

Post da páscoa

Olá soldados,

Tirando um pouco a teia de aranha, queria deixar o blog um pouco atualizado. Nossa, muita coisa tem acontecido, mas eu não reclamo. Eu amo a minha vida! Infelizmente, desta vez não tenho nada de tão importante para compartilhar. As coisas andam bem corridas na universidade... acreditem, não foi falta de vontade. Mas com o tempo pego o ritmo e as atualizações passam a ser um pouco mais frequentes. Nesse exato momento, estou trabalhando em um artigo sobre automação residencial, e finalmente, consegui terminar o meu artigo sobre sistemas inteligentes.

Sinceramente, acho que esses artigos que fazem um estudo sobre um determinado tema, servem como um ótimo
start para futuros projetos. Pelo menos para mim funciona assim.

A chance de sintetizar tudo que você leu e conhece sobre um tema, ajuda a montar um "mapa de conhecimento", e então, fica mais fácil enxergar caminhos para seguir.

Bom, hoje é páscoa! Então
boa páscoa para todos e não esqueçam o real significado sobre o renascimento de Jesus. Sim, páscoa não é um dia para trocar ovos de chocolate ou engatar um feriado.

Bom, aproveitando que puxei esse assunto, queria compartilhar um vídeo. Recomendo para todas as pessoas que buscam ser o melhor naquilo que fazem. Apreciem....