Sistemas Inteligentes en Ingenieria
Antonio Morán, Ph.D.
El Ser Humano es Inteligente
Tiene Capacidad Para:
Aprender Razonar
Intuir Mejorar Es Capaz de Trabajar
en Forma Autónoma
Diseño de Sistemas Inteligentes
Sistema Inteligente
Autónomo Hace su trabajo por si solo.
Conoce objetivos. Los consigue.
Aprende
Aprende de la experiencia.
Mejora cada vez.
No repite errores.
Adaptivo Se adapta a situaciones diferentes.
Responde en situaciones no previstas
Robusto Buena perfomance aun si cambian las condiciones
Inteligencia Artificial y Sistemas Inteligentes
Como representar
artificialmente la inteligencia del ser humano
Máquinas Inteligentes Materiales Inteligentes Software Inteligente
Anestesista en Operación
Presión arterial
Nivel adrenalina
Cantidad anestesia
Anestesista en Operación
Presión arterial
Nivel adrenalina
Cantidad anestesia Sistema
Suministro Automático
Anestesia
Suministro de Insulina
Paciente
Inyección de insulina cada
6 horas
Suministro de Insulina
Nivel Glucosa
Nivel adrenalina
Cantidad Insulina Sistema
Suministro Automático
Insulina
Robot Inteligente
Diseño de Sistemas Inteligentes
Redes Neuronales Lógica Difusa
Algoritmos Genéticos
Redes Neuronales
Sistemas con capacidad para estimar funciones no-lineales de varias entradas y varias salidas
usando datos de entrada y salida Procesamiento No-Lineal
Procesamiento Paralelo
Auto-ajuste en Tiempo Real
Capacidad para Optimizar Capacidad para Aprender
Pedro
Pedro
Cerebro
y = Φ(x)
Cerebro Dos
y = (x)
Redes Neuronales
Ingeniería
Procesamiento de señales, imágenes
Economía Medicina
Modelamiento y control de sistemas Diagnósticos
Detección de fallas
Reconocimiento de patrones
Pronósticos Estimaciones
Predictor de Petróleo en Pozos
Suelo
400 m 50 m
Predictor de Petróleo
Pozo 1 42 55 14 2 56 42 12 1 1
..
..
Tem Hum Ca Su Tem Hum Ca Su Petróleo
Pozo 2 39 62 20 4 54 40 18 1 0 Pozo 3 33 31 36 1 51 40 31 2 0
Pozo 50 45 51 19 5 60 48 21 3 1
..
Predictor de Petróleo
Análisis de Riesgo en Entidades Finacieras
Persona 1 Persona 2 Persona 3
Edad 39 35 40
Ingres/mes 2000 2500 1800
Esposa (trabaja) 1 0 0
Número de hijos 1 2 3
Casa propia 0 1 1
Casa (lugar) 2 3 1
Carro (año) 1998 1988 2000
Pagó préstamo 1 0 1
Análisis de Riesgo en Entidades Finacieras
Estimador de Riesgo
Data
1.0 0.7 0.5 0.2 Función matematica de varias
entradas y una salida
Red Neuronal
Tipos de Redes Neuronales
Código de una persona
Cara de la persona
y = Φ(x)
Matriz de 20x20 0101001101
Diez dígitos
Código de una persona
Cara de la persona
y = Φ(x)
0 1 0 1 0 0 1 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
…
… 1 1 0 0 1 0 1
Vector de 10 x 1
Vector de 400 x 1
Red Neuronal
Entrenamiento de la Red Neuronal
Inicio
Después de 1,000 etapas
Después de 10,000 etapas
¿Qué es el Entrenamiento?
x y
x y
y = ax + b
y = ax + bx + c2
Sistema de Reconocimiento de Números
Matriz de 9 x 6
Sistema de Reconocimiento de Números
9 x 6 = 54 Entradas
10 Salidas 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
…
Sistema de Reconocimiento de Números
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
Reconocimiento de 100% en datos de entrenamiento Reconocimiento de 88% en datos de validación
Detección de Anomalías Cardiacas
Detección de Anomalías Cardiacas
Normal
Fibrilosis auricular
Fibrilosis ventricular
Quistemia
Red Neuronal
620
Entradas
4 Salidas 1
0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1 620 puntos de un periodo
Validación con Señales Cardiacas Ruidosas
Red Neuronal
620
Entradas
4 Salidas 1
0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
Reconocimiento al 90% en señales de ruido bajo y medio Reconocimiento al 70% en señales de ruido alto
Detección y Diagnóstico de Enfermedades
Imagen
Compresora de Imágenes Neuronal
Imagen
Compresora de Imágenes Neuronal
Lima Miami
Compresor Expansor
Aplicaciones de Redes
Neuronales en Robot Móviles
Auto-Conducción de Vehículos
Auto-Posicionamiento y
Esquivameinto de Obstáculos
Automóvil que se Conduce Solo
Robots en Minería
Robots en Minería
Autoconducción de Vehículos
Autoconducción de Vehículos
Vehículo
x y
x*
y*
Estructura de Control
Trayectorias con Neuro-Control
Trayectorias con Neuro-Control
Robot Móvil que Esquiva Obstáculos
Posición Inicial
Posición Final
Obstáculos
Robot móvil que
esquiva obstáculos
