INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL 2

DOSSIER 2005/2006

DATA DE ACTUALIZAÇÃO 28-02-2006

Manuel Filipe Santos mfs@dsi.uminho.pt


 

ÍNDICE

Apresentação e Organização da Disciplina

Material de Apoio Pedagógico

Sumários das Aulas

Enunciados das Provas de Avaliação

Enunciados dos Projectos

Pautas de Avaliação

Software

Recursos WEB


APRESENTAÇÃO E ORGANIZAÇÃO DA DISCIPLINA

 

Licenciatura em Informática de Gestão

2005 / 2006

 

 

 

 

 

Unidade Curricular

Ano

Regime

Horas/Semana

(T-TP- SE -P)

Inteligência Artificial II

4º Ano

Semestral - 2

2 – 1 – 0 – 2

 

 

Unidades Curriculares  que o aluno deverá ter concluído:

 

           

Equipa Docente

Sessões

Horário das Aulas

Horário de Atendimento

Manuel Filipe Santos

mfs@dsi.uminho.pt

Azurém EEng DSI gab. 1.19

tel. 253 510 306 (ext. 3306)

T

4ª, 11h-13h

 

 

3ª, 10-11h

4ª, 10-11h

6ª, 14-18h

 

TP

6ª, 10h-11h

P

P1: 3ª 14-16h

P2: 4ª 9-11h

P3: 6ª, 11-13h

 

 

 

SE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Apresentação da Unidade Curricular

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Resultados de Aprendizagem (4 a 6)

 

Pretende-se que o estudante seja capaz de:                                       

·         Conhecer e aplicar técnicas evolutivas baseadas na genética e selecção natural para resolver problemas de procura e optimização;

·         Compreender, distinguir e aplicar técnicas/paradigmas de aprendizagem automática que permitam construir agentes aprendizes e suportar processos de descoberta de conhecimento e data mining;

·         Conhecer as várias etapas do processo de descoberta de conhecimento em bases de dados;

·         Saber aplicar uma metodologia de data mining, conhecer, utilizar e avaliar ferramentas de data mining na resolução de problemas;

·         Saber avaliar o desempenho de algoritmos de aprendizagem automática e avaliar modelos de data mining;

·         Conhecer os sistemas baseados em agentes com ênfase na caracterização dos agentes, arquitectura, comunicação e negociação entre estes e por fim os ambientes.

 

3. Conteúdos Programáticos

 

          Programa Resumido:

 

1. Sistemas Evolutivos e Adaptativos

1.1. Algoritmos Genéticos

2. Sistemas de Aprendizagem Automática

2.1. Conceitos e Estatística para a Aprendizagem

2.2. Aprendizagem por Indução (simbólica)

2.3. Indução de Regras e Árvores de Decisão

2.4. Redes Neuronais

2.5. Sistemas de Classificação

3. Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados e Data Mining

3.1. Conceitos, Definições e Processo

3.2. Metodologias de Data Mining

3.3. Tecnologias, Técnicas e Ferramentas

3.4. Text Mining, Web Mining

4. Sistemas Baseados em Agentes

4.1. Conceitos, Definições, Taxionomia, Aplicações

4.2. Arquitecturas de Agentes, Comunicação e Ambientes

4.3. Ferramentas de Desenvolvimento de Sistemas Baseados em Agentes

 


 

 



Semana/ Data

Sessão

Unidade Temática

Conteúdos

Objectivos

Actividades/Estratégias

Material de Apoio

Referências Bibliográficas

00

 

(20 Fev./

24 Fev.)

T

 Semana de Apresentação

Estudar planeamento da disciplina.

Reunir documentação e bibliografia de apoio à disciplina, disponíveis em http://www.dsi.uminho.pt/disciplinas/LIGIA.

Inscrição nos turnos práticos e constituição dos grupos de projecto.

Adquirir bibliografia: comprar livros recomendados e imprimir documentos de apoio à disciplina

Lançamento do projecto a realizar no tempo não presencial.

 

TP

P

NP

01

 

(27  Fev./

3 Mar..)

T

1

Sistemas Evolutivos

Características de um programa evolutivo/adaptativo,

Estrutura

 

Conhecer e aplicar técnicas evolutivas baseadas na genética e selecção natural para resolver problemas de procura e optimização.

 

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)(5)

TP

1

Aplicações de programas evolutivos

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)(5)

P

1

Exercícios sobre sistemas evolutivos

 

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 9 de (1)

Ler (4) (5)

02

 

(6 Mar/

10 Mar )

T

1

Algoritmos genéticos

Estrutura e funcionamento,

Exemplos de Aplicação Algoritmos genéticos

 

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)(5)

TP

1

Algoritmos genéticos

Operadores genéticos,

Função de avaliação

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

Slides do Docente

(1)(5)

P

1

Exercícios sobre algoritmos genéticos

 

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 9 de (1)

Ler (4) (5)

 

03

 

( 13 Mar/

17 Mar)

T

2

Conceitos sobre Aprendizagem

Automática

 

               

 

 

Compreender, distinguir e aplicar técnicas/paradigmas de aprendizagem automática que permitam construir agentes aprendizes e suportar processos de descoberta de conhecimento e data mining.

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)(2)

TP

2

Conceitos sobre Aprendizagem

Automática

 

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)(2)(3)

P

2

Exercícios sobre sistemas evolutivos

 

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 18 de (2)

Ler capítulo 4 de (1)

 

04

 

( 20 Mar/

24 Mar)

T

2

Sistemas de classificação

Estrutura e funcionamento,

Subsistema de regras e mensagens,    

Subsistema de distribuição de créditos

 

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(6)(3’)

TP

2

Sistemas de classificação

Subsistema de descoberta de regras

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(6)

P

2

Exercícios sobre sistemas de classificação

 

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler (6)

 

05

 

( 27 Mar/

31 Mar)

T

2

Aprendizagem por indução (simbólica)

Aprendizagem de conceitos através de exemplos

Representação de objectos através de redes semânticas

Representação de objectos através de atributos

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(4)(2)

TP

2

Indução e poda de árvores de decisão

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(4)(2)

P

2

Exercícios sobre aprendizagem por indução

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)(2)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsquentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 18 de (2)

Ler (4)

 

06

 

( 3 Abr/

7 Abr)

T

2

Indução e poda de árvores de decisão

 

 

 

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)(2)

TP

2

Indução e poda de árvores de decisão

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)(2)

P

2

Exercícios sobre árvores de decisão

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 18 de (2)

Ler capítulo 5 de (1)

Ler (4)

 

07

 

( 10 Abr/

14 Abr)

T

2

Indução e poda de árvores de decisão

 

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)

TP

2

Férias da Páscoa

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)

P

2

Exercícios sobre árvores de decisão

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 5 de (1)

Ler (4)

 

08

 

( 17 Abr/

21 Abr)

T

2

Redes Neuronais

Constituição e funcionamento,

Funções de activação,

Estruturas de redes neuronais

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)

TP

2

Aprendizagem por incremento fixo         

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)

P

2

Exercícios sobre redes neuronais

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 6 de (1)

Ler (4)

 

09

 

( 24 Abr/

28 Abr)

T

2

 

Aprendizagem por backpropagation

 

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)

TP

2

Redes de competição

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)

P

2

Exercícios sobre redes neuronais

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 6 de (1)

Ler (4)

 

10

 

( 1 Mai/

5 Mai)

T

3

Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados e Data Mining

Conceitos, Definições e Processo

Estudo de casos

Conhecer as várias etapas do processo de descoberta de conhecimento em bases de dados.

Saber aplicar uma metodologia de data mining, conhecer, utilizar e avaliar ferramentas de data mining na resolução de problemas.

Saber avaliar o desempenho de algoritmos de aprendizagem automática e avaliar modelos de data mining.

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)

TP

3

Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados e Data Mining

Estudo de casos

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)

P

3

Exercícios sobre data mining

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 12 de (1)

Ler (4)

 

11

 

( 8 Mai/

12 Mai)

T

3

Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados e Data Mining

Metodologias

 

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)

TP

3

Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados e Data Mining

Tecnologias, Técnicas e Ferramentas

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)

P

3

Exercícios sobre data mining

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 12 de (1)

Ler (4)

 

12

 

( 15 Mai/

19 Mai)

T

3

Text Mining, Web Mining

 

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)

TP

3

Text Mining, Web Mining

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)

P

3

Exercícios sobre data mining

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsquentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 13 de (1)

Ler (4)

 

13

 

( 22 Mai/

26 Mai)

T

4

Agentes Inteligentes

Definição e estrutura.

Percepções, acções, objectivos e ambientes.

Agentes racionais e autónomos.

Programação de agentes: reflexivos, reflexivos com estado interno, orientados por objectivos e orientados pela utilidade.

 Tipos de ambientes: acessíveis, determinísticos, episódicos, estático /dinâmicos, discretos /contínuos.

Conhecer os sistemas baseados em agentes com ênfase na caracterização dos agentes, arquitectura, comunicação e negociação entre estes e por fim os ambientes.

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)

TP

4

Sistemas Baseados em Agentes

Conceitos, Definições, Taxionomia, Aplicações

Arquitecturas de Agentes, Comunicação e Ambientes

 

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)(3)

P

4

 

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 11 de (1)

Ler (4)

 

14

 

( 29 Mai/

2 Jun)

T

4

Agentes Inteligentes

Definição e estrutura.

Percepções, acções, objectivos e ambientes.

Agentes racionais e autónomos.

Programação de agentes: reflexivos, reflexivos com estado interno, orientados por objectivos e orientados pela utilidade.

 Tipos de ambientes: acessíveis, determinísticos, episódicos, estático /dinâmicos, discretos /contínuos.

 

Método expositivo, sendo complementadas com o método activo, no qual os alunos serão envolvidos na execução de diversas tarefas.

 

Slides do Docente

(1)(3)

TP

4

Ferramentas de desenvolvimento de sistemas baseados em agentes.

 

Método activo (envolvimento dos alunos, no estudo de exemplos e casos).

 

Slides do Docente

(1)

P

4

Exercícios sobre agentes

 

Resolução dos exercícios propostos.

 

Guião das aulas práticas.

(4)

NP

Estudar o material indicado e resolução dos exercícios sugeridos na aula prática como forma de consolidação de conhecimento. Dissipação de dúvidas juntamente com o docente no horário de atendimento. Preparação da matéria para as aulas subsequentes.

Resolução do Projecto.

 

 

 

Ler capítulo 11 de (1)

Ler (4)

 

ÉPOCA DE EXAMES

 

Legenda:               TP - Sessão Teórico-Prática               P - Sessão Prática                NP - Não Presencial

 

 


4. Estratégias de Ensino/Aprendizagem

 

§         As aulas teóricas e teórico-práticas são essencialmente expositivas, com intervenção dos alunos ao nível da execução de tarefas (método activo).

 

§         Nas aulas práticas, os alunos resolverão situações práticas descritas e guiadas pelas folhas de exercício, com acompanhamento do docente na sala.

 

5. Trabalhos Práticos

Incluir para cada trabalho prático a data de início e a data de entrega.

 

Trabalho prático: inicio na 2ª semana de Março, entrega na 2ª semana de Junho.

 

 

6. Método de Avaliação

 

O método de avaliação desta disciplina inclui:

Presença obrigatória a pelo menos 2/3 das aulas práticas.

Realização de um exame com média (NT) superior ou igual a 9.5 valores.

Realização de um projecto em grupo de 3 ou 4 elementos no máximo cuja nota média é de NP.

A nota final à disciplina é dada pela expressão: Nota Final = 25% NP + 75% NT

 

7. Referências Bibliográficas

 

§               Principais:

 

(1) Santos, M. F., Sousa, C., Data Mining - Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados, FCA – Editora de Informática, Portugal, 2005.

(2) Rezende, Solange A., Sistemas Inteligentes Fundamentos e Aplicações – RECOP-IA – Rede Cooperativa de Pesquisa em Inteligência Artificial, Editora Manole Ltda, Brasil, 2003.

(3) Stuart Russel, Peter Norvig, Artificial Intelligence A Modern Approach, Prentice Hall, 1995

Obs. Para os alunos com dificuldades relativamente à língua inglesa, sugere-se uma obra alternativa: [Costa e Simões, 2004] que aborda quase os mesmos aspectos de uma forma idêntica.

 

 

§               Adicionais:

 

(4) Colecção de slides do docente utilizados nas aulas T e TP disponíveis no site da disciplina.

(5) Sebenta sobre Algoritmos Genéticos.

(6) Sebenta sobre Sistemas de Classificação.

(7) Sebenta de exercícios disponibilizada no site da disciplina.

 

8. Dossier de Disciplina

www.dsi.uminho.pt/disciplinas/LIGIA

 

 


MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO

Volume 1 

 


SUMÁRIOS DAS AULAS

 

 


PAUTAS DE AVALIAÇÃO

 


SOFTWARE

 


RECURSOS WEB

 

http://www.kdnuggets.com/

http://www.cs.bham.ac.uk/~anp/TheDataMine.html

http://www.ics.uci.edu/AI/ML/Machine-Learning.html

http://www.gmd.de/ml-archive

http://info.gte.com/~kdd/software.html

http://www.cosmic.uga.edu/maincat.html

http://www.neuronet.ph.kcl.ac.uk/

http://www.ipd.ira.uka.de/~prechelt/FAQ/neural-net-faq.html

http://bashful.qub.ac.uk/tec/courses/datamining/


ENUNCIADOS DAS PROVAS DE AVALIAÇÃO

 

 


ENUNCIADOS DOS PROJECTOS

Projecto apenas de IA