Algoritmos genéticos artificiales

Algoritmos genéticos artificiales
Los Algoritmos Genéticos son algoritmos de optimización, búsqueda y aprendizaje inspirados en los procesos de Evolución Natural y Evolución Genética 

hacer clic aqui para ver el video: https://www.youtube.com/watch?v=E35W-ghz1aw

En la naturaleza, los procesos evolutivos ocurren cuando se satisfacen las siguientes condiciones: Una entidad o individuo tiene la habilidad de reproducirse
Hay una población de tales individuos que son capaces de reproducirse
Existe alguna variedad, diferencia, entre los individuos que se reproducen

Existen cuatro paradigmas básicos: Algoritmos Genéticos que utilizan operadores genéticos sobre cromosomas Estrategias de Evolución que enfatizan los cambios de comportamiento al nivel de los individuos Programación Evolutiva que enfatizan los cambios de comportamiento al nivel de las especies Programación Genética que evoluciona expresiones representadas como árboles Existen otros modelos de evolución de poblaciones

Los algoritmos genéticos son métodos que se usan para resolver problemas de búsqueda y optimización, se basan en el proceso genético de los organismos vivos como los animales y las plantas, teniendo en cuenta cómo evolucionan estos seres de acuerdo a procesos como la selección natural o la supervivencia del más fuerte, se crearon estos algoritmos que tratan de imitar estos procesos para solucionar problemas del mundo real, es decir que estos algoritmos al igual que los seres vivos buscan evolucionar para ofrecer soluciones cada vez más optimas aunque esto depende en gran medida de la estructura de la codificación que estas tengan.

Como se mencionó anteriormente el campo de acción de estos algoritmos esta en los problemas de optimización, rama en la cual han sido muy eficientes y confiables, aunque estos algoritmos no necesariamente siempre son la mejor solución para TODOS LOS PROBLEMAS DE ESTA CATEGORIA, por lo cual se debe tener en cuenta características como las siguientes:
·  Hay que tener un rango delimitado del tamaño del problema
·  Se debe definir un método para identificar la calidad de las soluciones en cuanto a buenas o malas
¿Cómo operan estos algoritmos?
Los algoritmos genéticos (AG) funcionan entre el conjunto de soluciones de un problema llamado fenotipo, y el conjunto de individuos de una población natural, codificando la información de cada solución en una cadena, generalmente binaria, llamada cromosoma. Los símbolos que forman la cadena son llamados genes. Cuando la representación de los cromosomas se hace con cadenas de dígitos binarios se le conoce como genotipo. Los cromosomas evolucionan a través de iteraciones, llamadas generaciones. En cada generación, los cromosomas son evaluados usando alguna medida de aptitud.

Las siguientes generaciones (nuevos cromosomas), son generadas aplicando los operadores genéticos repetidamente, siendo estos los operadores de selección, cruzamiento, mutación y reemplazo.

(Wikipedia, 2017)
Ejemplos de software
·  Evolver: optimiza mediante algoritmos genéticos, procesos de Microsoft Excel
Página oficial: http://www.palisade-lta.com/evolver/
·  Matlab
Página oficial: https://es.mathworks.com/discovery/genetic-algorithm.html

Referencias  
https://es.slideshare.net/mentelibre/10-diseo-con-algoritmos-genticos 

http://nando1-utb.blogspot.com.co/p/algoritmos-geneticos.html

Logica de predicados

Lógica proposicional 



 
·  Formaliza en lógica proposicional y estudia la validez lógica de la siguiente argumentación, esto es, si la conclusión es consecuencia lógica de la conjunción de las premisas:
“Si Dios no existe y está todo permitido, entonces vamos inexorablemente hacia el caos. Dios no existe. No vamos hacia el caos. Luego, no todo está permitido”
P: Dios existe
Q: Todo está permitido
R: vamos hacia el caos
1.  Si Dios no existe y está todo permitido entonces vamos inexorablemente hacia el caos
¬P ∧ Q  à R
2.  Dios no existe
¬P
3.  No vamos hacia el caos
¬R
4.  No todo está permitido
¬Q
·  Formaliza los siguientes hechos:
Utilizaremos la siguiente simbología
F(x): Esta feliz
V(x): Es verde
P(x): x puede volar
H(x, y): x es hijo de y
A.  “Todo dragón está feliz si todos sus hijos pueden volar”
∀x (P(x) ∧ H (x, dragón) à F (dragón))
B.  “Los dragones verdes pueden volar”
 (V (dragón) à P (dragón))
C.  “Un dragón es verde si es hijo de al menos un dragón verde”
∀x (H(x, dragón) ∧ V (dragón) à V(x))
D.  “Todos los dragones verdes son felices”
∀x (V (dragón) à F (dragón))
·  Formaliza lo siguiente
Los lobos, zorros, pájaros, orugas y caracoles son animales y existen algunos ejemplares de estos animales. También hay algunas semillas y las semillas son plantas. A todo animal le gusta o bien comer todo tipo de plantas o bien le gusta comerse a todos los animales más pequeños que él mismo que gustan de comer algunas plantas. Las orugas y los caracoles son mucho más pequeños que los pájaros, que son mucho más pequeños que los zorros que a su vez son mucho más pequeños que los lobos. A los lobos no les gusta comer ni zorros ni semillas, mientras que a los pájaros les gusta comer orugas pero no caracoles. Las orugas y los caracoles gustan de comer algunas plantas. Luego, existe un animal al que le gusta comerse un animal al que le gusta comer semillas.
Definimos lo siguiente:
A(x)  para x es un animal
  Ca(x)  para x es un caracol
  Co(x,y) para x le gusta comerse a y
  L(x)  para x es un lobo
  M(x,y)  para x es más pequeño que y
  Or(x)  para x es una oruga
  Pa(x)  para x es un pájaro
  Pl(x)  para x es una planta
  S(x)  para x es una semilla
  Z(x)  para x es un zorro
1.  Los lobos, zorros, pájaros, orugas y caracoles son animales y existen algunos ejemplares de estos animales.
A (lobos) ∧ A (zorros) ∧ A (pájaros) ∧ A (orugas) ∧ A (caracoles)
2.  También hay algunas semillas y las semillas son plantas
∃x (S(x) à Pl(x))
3.  A todo animal le gusta o bien comer todo tipo de plantas o bien le gusta comerse a todos los animales más pequeños que el mismo que gustan de comer algunas plantas.
∀x (A(x) à Co(x, planta) V M (animal, x) ∧ Co (animal, planta) à Co(x, animal))
4.  Las orugas y los caracoles son mucho más pequeños que los pájaros, que son mucho más pequeños que los zorros que a su vez son mucho más pequeños que los lobos.
A (oruga) V A (caracol) à M(A, pájaro)
A (pájaro) à M(A, zorro)
A (zorro) à M(A, lobos)
5.  A los lobos no les gusta comer ni zorros ni semillas, mientras que a los pájaros les gusta comer orugas pero no caracoles
A (lobo)à  ¬Co (lobo, zorros) ∧ ¬Co (lobo, semillas)
A (pájaro) à Co (pájaro, orugas) ∧¬Co (pájaro, caracoles)
6.  Las orugas y los caracoles gustas de comer algunas plantas
A (oruga) V A (caracol) à Co(A, platas)

Referencias
http://www.matetam.com/glosario/definicion/logica-predicados
https://es.slideshare.net/rober_09/logica-de-predicado

Frames

Frames
Un marco (frame, en inglés) es una estructura de datos que posibilita “hablarle” al computador e incluye conocimiento sobre un objeto en particular. Tal conocimiento se organiza y con unos métodos para almacenamiento y recuperación de conocimiento permite un diagnóstico independiente del conocimiento, e incluso permite la combinación con la lógica de predicados para generar un razonamiento; llega así a crear un motor de inferencia sobre el conocimiento y además permite realizar construcciones jerárquicas basadas en la herencia.



1.  Ventaja de usar frames para representar el conocimiento
Existen varias ventajas para usar frames para representar el conocimiento, por ejemplo al usar frames podemos describir con mucho más detalle cada concepto y atributo de la red semántica, creando relaciones jerárquicas basadas en la herencia. Esto es algo muy parecido a la programación orientada a objetos que es un concepto casi universal que manejan absolutamente todos los programadores que existen actualmente, por lo cual la representación por medio de frames se asume que es muy fácil de entender.
2.  Si usted fuera productor de desarrollos en IA, cual(es) formas de representación del conocimiento implementaría. Razone su respuesta. Tenga en cuenta que casi ninguna forma de representación del conocimiento viene implementada, sola en las herramientas comerciales.
Yo implementaría personalmente las redes semánticas, ya que estos son fáciles de construir y de leer, para mi algo que debe ser primordial al representar el conocimiento es la representación de forma asequible para cualquier persona, y esto es algo que las redes semánticas proporcionan ya que de manera sencilla nos muestran entidades y su relación de forma fácil y clara.
3.  Represente el siguiente conocimiento mediante el uso de frames
El computador es una máquina que realiza proceso simbólico y numérico y cuya característica principal es su gran velocidad de operación y exactitud. Sus componentes principales son: CPU y dispositivos de E/S. El computador Texas instrument soporta un ambiente multiusuario baso so Unix. Las estaciones de trabajo SUN son computadores que permiten desarrollos multiusuario y con un coste bajo ambiente UNIX y con herramientas de cuarta generación.


FRAME COMPUTADOR

Es Una maquina Función Procesar símbolos a gran velocidad y con exactitud. Apuntador tiene->  MEMORIA,CPU, DISPOSITIVOS DE E/S
FRAME MEMORIA Es                                                                                      un circuito                                                         Material silicio Función almacenar datos Apuntador está en COMPUTADOR, usado por CPU  FRAME CPU Es un circuito                                       Material silicio Función procesar instrucciones a alta velocidad. Apuntador está en COMPUTADOR, intercambia datos con MEMORIA FRAME  DISPOSITIVOS E/S Es hardware Material metal, plástico, cobre Función recibir información, mostrar información Apuntador está en COMPUTADOR, intercambia datos con MEMORIA, controlado por SO FRAME SO Es software Material instrucciones, variables, datos. Función controlar ejecución de programas Apuntador usado por COMPUTADOR, intercambia datos con MEMORIA, envía procesos a CPU, controla DISPOSITIVOS DE E/S, controla uso de MEMORIA FRAME SO UNIX Subclase de SO FRAME MAINFRAME Subclase de Computador, SO UNIX Servicio: ambiente multiusuario Tipo de herramienta cuarta generación FRAME MAINFRAME ECONOMICO   Subclase de FRAME MAINFRAME Costo: bajo FRAME MAINFRAME COSTOSO Subclase de FRAME MAINFRAME Costo: Alto FRAME COMPUTADOR TEXAS INSTRUMENTS SP1300   Subclase de Comutador, SO UNIX, MAINFRAME ECONOMICO FRAME ESTACION DE TRABAJO SUN Subclase de Comutador, MAINFRAME COSTOSO 4.  Represente el siguiente conocimiento 4.  Los vegetales son seres vivos que carecen de movimiento y tienen ciclo de vida completo (nacen, crecen, se reproducen y mueren. ·  El grupo de las fanerógamas son vegetales con órganos reproductores visibles. ·  El grupo de los criptogramas son vegetales con órganos reproductores ocultos. ·  Las divisiones de las gimnospermas son fanerógamas con semillas sin envoltura. ·  La clase de las coníferas agrupan a las que producen conos y están entre las gimnospermas. ·  La familia de las taxáceas reúne a aquellas en las cuales el tronco no produce resina y el fruto es carnoso. Son de la clase de las coníferas. ·  La familia de las pináceas reúne aquellas en las cuales el tronco produce resina y el fruto es un cono. Es de la clase de las coníferas. ·  La división de las angiospermas reúne a las plantas que poseen semilla con envoltura. ·  La clase de las monocotiledóneas son aquellas cuya semilla tienen 1 cotiledón y la clase de las dicotiledóneas son aquellas con 2 cotiledones. y pertenecen a las angiospermas. ·  La familia de las amarilidáceas reúne a las de hojas carnosas, las liliáceas a las de hojas planas y las gramíneas a las de hojas alargadas. todas son monocotiledóneas. FRAME VEGETAL Tipo de ser Vivo Movimiento No Ciclo de vida Completo  FRAME FANEROGAMAS Subclase de Vegetal Órganos Si FRAME FANEROAMAS ORGANOS OCULTOS Subclase de Fanerogamas Tipos de órganos Reproductores ocultos FRAME FANEROAMAS ORGANOS VISIBLES Subclase de Fanerogamas Tipos de órganos Reproductores visibles
FRAME CRIPTOGAMAS Subclase de Fanerogamas órganos ocultos FRAME GIMNOSPERMAS Subclase de Fanerogamas Semilla Si Tipo de semilla Sin envoltura FRAME CONIFERAS Suclase de Gimnospermas Tipo de fruto Carnoso FRAME CONIFERAS PRODUCTOR Subclase de Coniferas Tipo de tronco Productor de resina FRAME TAXACEAS Subclase de Coniferas no productor FRAME PINACEAS Subclase de Coniferas FRAME ANGIOSPERMA Subclase de Fanerogamas Semilla Si Tipo de semilla Con envoltura FRAME DICOTILEDONEAS Subclase de Angiosperma Cantidad semillas 2 cotiledón FRAME MONOCOTILEDONEAS Subclase de Angiosperma Cantidad semillas 1 cotiledón FRAME DICOTILEDONEAS   Subclase de Angiosperma Cantidad semillas 2 cotiledón FRAME AMARILIDACEAS Subclase de Monocotiledoneas Hojas Si Tipo de hoja Carnosa FRAME LILIACEAS Subclase de Monocotiledoneas Hojas Si Tipo de hoja Plana FRAME GRAMINEAS Subclase de Monocotiledoneas Hojas Si Tipo de hoja Alargada Referencias http://personales.upv.es/ccarrasc/extdoc/tema_redes_frames.pdf https://freedoomforlife.wordpress.com/marcos-frames/