Lista de Exercícios - ICEB-UFOP

UFOP – ICEB – DECOM
BCC740 – IA em Controle e Automação
LISTA DE EXERCÍCIOS (Primeira Prova)
Prof. Álvaro Guarda
Introdução
1) Escreva algumas linhas, baseado no que foi visto em aula, sobre as fronteiras (limites) da IA (expectativas
erradas, sensacionalismo, inteligência racional x emocional, etc.).
2) Discuta a afirmativa “Um sistema computacional inteligente é diferente de um ser humano inteligente.”
3) Defina Inteligência Artificial e discuta os problemas desta definição.
4) Quais são as principais diferenças entre IA e computação convencional? Explique cada uma delas.
5) Apresente os diversos períodos da evolução da IA discutindo brevemente cada um deles.
6) Em que tipo de problemas é necessário utilizar técnicas de Inteligência Artificial? Explique.
Resolução de Problemas
7) O que são métodos genéricos de resolução de problemas?
8) Compare os métodos genéricos de resolução de problemas com os sistemas baseado em conhecimento.
9) Compare “busca em espaço de estados” e “busca por redução de problemas”.
10) Como um problema é representado como sendo uma “busca em espaço de estados”?
11) O que é uma solução em “busca em espaço de estados”?
12) Como um problema é representado como sendo uma “busca por redução de problemas”?
13) O que é uma solução em “busca por redução de problemas”?
14) Represente o problema “Torres de Hanoi” como sendo uma busca em espaço de estados.
15) Represente o problema “Torres de Hanoi” como sendo uma busca por redução de problemas.
16) Quais são os principais métodos cegos de busca? Porque são chamados “métodos cegos”?
17) Compare a busca em profundidade e em extensão.
18) Dê um exemplo de problema em que a “busca em extensão” funcionaria melhor que a “busca em
profundidade”. Dê um exemplo de problema em que a “busca em profundidade” funcionaria melhor que a
“busca em extensão”. Justifique os exemplos.
19) Escreva sobre busca heurística (definição, tipos de heurística, métodos, etc.).
20) Mostre, utilizando um desenho de uma árvore de busca, como funciona a "pesquisa em profundidade" e a
"pesquisa pela melhor escolha" ("best-first"). Explique como é feita a exploração da árvore de busca para cada
método.
21) Seja a modelagem utilizando “busca em espaço de estados” de um problema qualquer:
Estado Inicial: a
Estado Final: z
Operações de transformação de estado:
Função heurística (função de custo):
Sintaxe: s( <nodo>, <nodo sucessor>, <custo>)
f(x) = g(x) + h(x)
onde <custo> é o custo da aplicação da
g(x) é o somatório dos valores <custo>,
operação
relativos à aplicação das operações para ir
s(a,b,3).
do estado inicial até o estado x.
s(a,c,3).
h(x) é definido como abaixo
s(a,d,4).
h(b,8).
s(b,e,1).
h(c,9).
s(b,f,3).
h(d,3).
s(c,g,1).
h(e,10).
s(c,h,1).
h(f,7).
s(d,h,3).
h(g,8).
s(e,z,1).
h(h,2).
s(f,i,1).
h(i,4).
s(g,z,1).
I. Apresente uma árvore de busca completa para o problema.
II. Mostre uma tentativa de solução utilizando o método "pesquisa em profundidade com retrocesso",
apresentando a árvore de busca parcial gerada na tentativa, com os nodos numerados na ordem em que
são visitados.
III. Mostre uma tentativa de solução utilizando o método "pesquisa em extensão", apresentando a árvore de
busca parcial gerada na tentativa, com os nodos numerados na ordem em que são visitados.
IV. Mostre uma tentativa de solução utilizando o método "pesquisa pela melhor escolha", apresentando a
árvore de busca parcial gerada na tentativa, com os nodos numerados na ordem em que são selecionados
para expansão. Apresente os cálculos.
V. Mostre qual é a solução encontrada nos itens II, III e IV.
22)
23)
24)
25)
26)
Escreva sobre “subida de encosta”.
Escreva sobre “têmpera simulada”.
Escreva sobre “algoritmo genético”.
Compare os últimos 4 métodos.
Compare em termos de pesquisa no espaço de soluções os métodos “subida de encosta”, “têmpera simulada”
e “algoritmo genético”.
Sistemas Baseados em Conhecimento: Representação do Conhecimento
27) Quais são as propriedades de sistemas de representação de conhecimento? Discuta sobre cada uma delas.
28) Descreva o funcionamento de “Regras de Produção”.
29) Escreva sobre Árvores de Decisão e Redes Semânticas (definição, funcionamento, exemplos).
30) Explique como são representados os conhecimentos "default" e "de exceção" nas formas de representação
Redes Semânticas.
31) Quais são os tipos de inferência (dedução) que podem ser feitos nas formas de representação Regras, Árvores
de Decisão e Redes Semânticas.
32) Compare as formas de representação do conhecimento: Regras, Árvores de Decisão e Redes Semânticas.
Escreva sobre as similaridades, diferenças, inferências, tipos de problemas em que são adequadas, etc. Faça
uma tabela comparativa.
33) Quais são os tipos de inferência (dedução) que podem ser feitos nas formas de representação Lógica de
Predicados, Árvores de Decisão e Redes Semânticas.
34) Seja o conhecimento:
“Sistemas de Informação consiste em um subsistema do "sistema empresa" e é por sua vez composto por
subsistemas de orçamento, custos, contabilidade. Os orçamentos de vendas e produção integram o subsistema de
orçamento, que controla a previsão dos custos da empresa. Os orçamentos de vendas tem periodicidade mensal e
os de produção, bimensal.”
Explique brevemente as formas de representação listadas abaixo e codifique o conhecimento acima em cada
uma delas. Comente as facilidades ou dificuldades para fazer esta codificação em cada uma das formas de
representação: Árvores de Decisão e Redes Semânticas.
35) Indique a melhor forma de representação do conhecimento para os seguintes problemas (explique a escolha).
 Sistema de gerência de projeto de motores de aeronaves.
 Sistema para classificação de gêneros e espécies vegetais.
 Sistema para o diagnóstico de diversas formas de arteriosclerose precoce.
Sistemas Baseados em Conhecimento: Sistemas Especialistas
36) O que é estratégia de controle e quais são os seus principais elementos? Discuta sobre cada um deles.
37) Apresente exemplos de encadeamento progressivo e regressivo para um conjunto de regras.
38) O que é um Sistema Especialista (definição, características, ambiente)?
39) Escreva sobre os principais componentes de um Sistema Especialista.
40) Explique como funciona o encadeamento progressivo.
41) Explique como funciona o encadeamento regressivo.
42) Mostre como funciona o encadeamento regressivo quando é aplicado no conjunto de regras abaixo. O objetivo
é A e o usuário deve ser tratado como uma extensão da Base de Conhecimento. Explique o que acontece,
passo a passo, até inferir A.
D.
B  D e C.
A  B e E.
C  F.
43) Mostre como funciona, explicando o que acontece passo a passo, o encadeamento regressivo quando é
aplicado no conjunto de regras abaixo. O objetivo é A e o usuário deve ser tratado como uma extensão da
Base de Conhecimento. Caso necessário, o usuário responderá H=falso, F=verdadeiro e E= verdadeiro.
D  H ou J.
B  D e C.
A  B e E.
C  F.
J.
43) Escreva as vantagens e desvantagens em utilizar cada um dos três tipos de "software" (linguagem, ambiente e
ferramenta) para o desenvolvimento de Sistemas Especialistas. Faça uma tabela comparativa.
44) Para avaliar sistemas de computação convencional, são utilizados critérios como tempo de resposta, exatidão
da resposta, etc. Que critérios são utilizados para avaliar a qualidade de Sistema Especialistas?
45) Escreva sobre Engenharia do Conhecimento.
46) Qual é a finalidade do tratamento da incerteza e como ele é feito na ferramenta SINTA?
47) Explique em linhas gerais o processo de criação de um sistema especialista com a utilização da ferramenta
SINTA. Descreva os passos mais importantes. Exemplifique cada passo com o sistema de meios instrucionais
visto em sala de aula. Explicite variáveis univaloradas e multivaloradas, variáveis objetivo, fatores de confiança,
regras, montagem da interface, consultas, explicações.
Lógica Classica
48) Determine se cada um dos seguintes conjuntos de expressões é unificável. Se o for, apresente o UMG
(unificador mais geral), caso contrário, justifique porque não é unificável.
a) E = {P(A,x,f(x)), P(x,y,z)}
b) E = {P(x,f(y),y), P(w,z,g(B))}
c) E = {P(x,z,y), P(x,z,x), P(A,x,x)}
d) E = {P(A,x,y), P(f(B),f(h(B)),z,w), P(x,y,z)}
e) E = {P(x,y,f(x)), P(A,f(x),f(z)), Q(x,y,z)}
f) E = {Q(f(A),x,y), Q(f(B),z,z)}
g) E = {S(x,x,z), S(y,f(y),B)}
49) Seja o seguinte conjunto de cláusulas:
1. P(x1, A)  ¬Q(x1)
2. R(x2)  ¬P(x2, x3)  ¬Q(x2)
3. Q(B)
Prove R(B) em relação ao conjunto de cláusulas acima utilizando como estratégias de resolução o bom senso.
50) Seja o seguinte conjunto de cláusulas:
1. P(x1, A)  ¬Q(x1)
2. R(x2)  ¬P(x2, x3)  ¬Q(x2)
3. Q(B)
Prove R(B) em relação ao conjunto de cláusulas acima utilizando as estratégias de resolução LSD.
51) Aplique a resolução para provar J(x) em relação ao conjunto de cláusulas abaixo. Utilize a estratégia de
resolução LSD. Obs.: x, y e z são variáveis e A e B são constantes.
1. J(B)  ¬F(B)
2. J(A)  ¬F(A)  ¬K(A)
3. K(B)
4. K(y)  ¬G(y)
5. F(A)
6. G(z)
7. H(B)
52) Aplique a resolução para provar J(B) em relação ao conjunto de cláusulas abaixo. Utilize a estratégia de
resolução LSD. Obs.: x, y e z são variáveis e A e B são constantes.
1. J(B)  ¬F(B)
2. J(B)  ¬F(A)  ¬K(A)
3. K(B)
4. K(x)  ¬H(x)
5. F(A)
6. H(B)
Obs.: Estude os exemplos e exercícios feitos em aula e veja na bibliografia outros exercícios.