347 TP Lapso 2014-2 1/9 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA VICERRECTORADO ACADÉMICO AREA: INGENIERÍA TRABAJO PRÁCTICO ASIGNATURA: Introducción a la Inteligencia Artificial y los Sistemas Expertos CÓDIGO: 347 FECHA DE ENTREGA AL ESTUDIANTE: Adjunto a la Primera Prueba Parcial FECHA DE DEVOLUCIÓN POR PARTE DEL ESTUDIANTE: Adjunto a la Prueba Integral NOMBRE DEL ESTUDIANTE: CÉDULA DE IDENTIDAD: CORREO ELECTRÓNICO DEL ESTUDIANTE: TELÉFONO: CENTRO LOCAL: CARRERA: 236 LAPSO ACADÉMICO: 2014-2 NUMERO DE ORIGINALES: FIRMA DEL ESTUDIANTE: UTILICE ESTA MISMA PÁGINA COMO CARÁTULA DE SU TRABAJO PRÁCTICO RESULTADOS DE CORRECCIÓN: OBJ. N 9 0:NL 1:L
347 TP Lapso 2014-2 2/9 ESPECIFICACIONES: Este trabajo práctico se basará en el objetivo N 9, correspondiente al Módulo IV. En él se evidenciará las destrezas y habilidades adquiridas por el estudiante, al momento de implementar componentes de un Sistema Experto. TRABAJO PRÁCTICO INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y SISTEMAS EXPERTOS (347) Caso de estudio: Determinación del tipo de trastorno dentro del espectro autista en niños. Los trastornos relacionados con el espectro autista (TEA) incluyen el autismo, trastornos generalizados del desarrollo y síndrome de Asperger entre otros. Se trata de problemas neuropsiquiátricos los cuales pueden detectarse a edades muy tempranas (por definición, el trastorno autista es de inicio anterior a los 3 años de edad). El autismo es un conjunto de trastornos caracterizados por un grave déficit del desarrollo, permanente y profundo. Afecta la socialización, la comunicación, la imaginación, la planificación y la reciprocidad emocional, y se evidencia mediante conductas repetitivas o inusuales. Esta disfuncionalidad tiene un impacto considerable no sólo en el correcto desarrollo y bienestar de la persona afectada, sino también en los familiares, dada la elevada carga de cuidados personalizados que necesitan. La prevalencia de dichos trastornos ha aumentado considerablemente, lo que unido a su carácter crónico y gravedad hace que precisen un diagnóstico temprano y un plan de tratamiento multidisciplinar personalizado y permanente a lo largo de todo el ciclo vital, en constante revisión y monitorización, que favorezca el pleno desarrollo del potencial de las personas con TEA y su integración social y calidad de vida. Los TEA también se definen como una disfunción neurológica crónica con fuerte base genética que se manifiesta desde edades tempranas en una serie de síntomas basados en una tríada de trastornos denominada tríada de Wing (ver figura N 1) en la interacción social, comunicación y falta de flexibilidad en el razonamiento y comportamiento. El grado de gravedad, forma y edad de aparición de cada uno de los criterios varía de un individuo a otro, definiendo cada una de las categorías diagnósticas. A pesar de las
347 TP Lapso 2014-2 3/9 clasificaciones, ninguna persona que presenta un TEA es igual a otro en cuanto a características observables. Figura 1. Triada de Wing Comunicación Flexibilidad e imaginación Interacción social La clasificación psiquiátrica de mayor proyección internacional: el DSM de la Asociación Psiquiátrica Norteamericana, habla de Trastornos Generalizados del Desarrollo TGD que incluyen los siguientes tipos de trastornos relacionados con el espectro autista: 1. Trastorno autista, autismo infantil o Síndrome de Kanner. Manifestaciones en mayor o menor grado de las tres áreas principales anteriormente señaladas. Las características más resaltantes son: discapacidad intelectual, lenguaje nulo o limitado, el juego tiende a ser repetitivo y poco imaginativo (hacer hileras, agrupamientos, fascinación por contar y repetir, etc.), fascinación por manipular objetos, dificultad para mantener contacto visual, carencia de empatía o de habilidad de entender las emociones de las personas que le rodean, lenguaje repetitivo, se les hace difícil comprender los matices de la conversación, por ejemplo giros de humor y entienden literalmente. Además presentan hipo o hiper sensibilidad sensorial. El autismo es considerado por los expertos como el más genético de los trastornos neuropsiquiátricos en la infancia. La investigación actual indica que alrededor de un 3% de los hermanos o mellizos de un niño con autismo tiene también el mismo trastorno (lo que es bastante más que lo encontrado en la población general), y entre un 6% al 9% presenta algún tipo de TGD o TEA.
347 TP Lapso 2014-2 4/9 2. Trastorno de Asperger o Síndrome de Asperger. Incapacidad para establecer relaciones sociales adecuadas a su edad de desarrollo, junto con una rigidez mental y comportamental. Se diferencia del trastorno autista porque presenta un desarrollo lingüístico aparentemente normal y sin existencia de discapacidad intelectual. Tiene dificultades para mantener una conversación, compartir intereses, le resulta difícil interactuar con otros niños. Le es difícil mantener contacto visual. Utiliza frases inusuales o extrañas. Tienen actitudes perfeccionistas extremas. Se da cuenta de detalles inusuales que otros niños no observan. Hace a menudo comentarios que son impertinentes, indiscretos o socialmente inapropiados. Le gusta hacer las cosas de manera repetida y de la misma forma todo el tiempo. Posee un uso literal del lenguaje, presenta problemas para entender el contexto, por ejemplo chistes, metáforas y sarcasmo, entre otros. Tendencia a pensar los aspectos en blanco y negro, sin matices. Es más frecuente en varones. 3. Trastorno de Rett o Síndrome de Rett. Se diferencia en que sólo se da en niñas e implica una rápida regresión motora y de la conducta antes de los 4 años (con estereotipias características como la de lavarse o frotar las manos constantemente). Se dan casos de varones que nacen con este trastorno pero mueren al poco tiempo de su nacimiento. La niña muestra un desarrollo normal en sus primeros meses de vida, pero entre los seis meses y los dieciocho meses se producen cambios en los patrones normales de desarrollo social y mental. Aparece en baja frecuencia con respecto a los trastornos anteriores. Está asociado a una discapacidad intelectual grave. Lenguaje expresivo y receptivo muy deteriorado con afectación del desarrollo psicomotor. Es causado por mutaciones en el gen MECP2. Los que padecen este síndrome experimentan pérdida de la tonificación muscular y de coordinación de los movimientos, en efecto poseen torpeza al caminar. Poseen respiración sin coordinación y pueden sufrir convulsiones. Tienen desinterés en las personas que le rodean.
347 TP Lapso 2014-2 5/9 4. Trastorno desintegrativo infantil o Síndrome de Heller. Es un trastorno muy poco frecuente en el que después de un desarrollo inicial normal se desencadena, tras los 2 años y antes de los 10 años, una pérdida de las habilidades adquiridas anteriormente. Suele ir asociado a discapacidad intelectual grave y a un incremento de alteraciones en el EEG y trastornos convulsivos. Lo más característico de este trastorno es que desaparecen las habilidades adquiridas en casi todas las áreas, de manera dramática superando en este sentido al autismo clásico. Entre estas habilidades están: en el lenguaje presentan retroceso en la habilidad para hablar y mantener una conversación. En las habilidades sociales, presentan pérdida de comunicación e interacción social. En cuanto al juego, pierden el interés del juego imaginario y de diferentes tipos de juegos y actividades. En relación con las habilidades motoras pierden la habilidad de caminar, agarrar objetos, trepar y ejecutar movimientos. Se sospecha que es resultado de una lesión del sistema nervioso central no identificada. 5. Trastorno generalizado del desarrollo no especificado. Se le denomina también autismo atípico. Agrupa todos los casos en los que no coinciden claramente con los cuadros anteriores, o bien se presentan de forma incompleta o inapropiada los síntomas de autismo en cuanto a edad de inicio o existencia de sintomatología subliminal. No hay dos personas autistas iguales, difieren en algunas características. Las personas ubicadas en este tipo de trastorno, por lo general presentan problemas en dos de las tres áreas señaladas en la tríada de Wing, que son: comunicación, flexibilidad e interacción social.
347 TP Lapso 2014-2 6/9 Sobre la base de la información presentada, desarrolle un componente de un sistema experto, de manera tal que dadas las características de un niño del que se sospecha posea alguna forma de autismo permita inferir sobre el posible tipo de trastorno. El estudiante implementará el componente, basado en reglas, bien sea empleando un lenguaje de programación imperativa, como Pascal, C, ó C++, un lenguaje de programación lógica como el LISP o alguno basado en reglas como el CLIPS. El CLIPS es un entorno para desarrollar Sistemas Expertos, que permite crear marcos y reglas de producción. Tiene una base de motor de inferencias con razonamiento hacia delante que facilita la creación de scripts para la manipulación del conocimiento. Si va a trabajar con CLIPS, puede acceder a las siguientes direcciones electrónicas: 1- En http://clipsrules.sourceforge.net/ se ofrece una versión gratuita de CLIPS (Download Area) 2- En http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=215471&package_id=260062, se puede instalar la última versión CLIPS 6.30. Al acceder a esta página, y seleccionar la opción de descarga (download) : CLIPS 6.30_Beta_Windows_Application_Installer_R3.msi 3- http://tryke.blogcindario.com/2004/12/index.html, se muestran ejemplos realizados con CLIPS. Otra opción es emplear un Shell como el Expert Sinta, el cual es de descarga gratis. Se trata de un software desarrollado en Brasil con la tecnología Borland Delphi, para la creación de sistemas expertos basados en reglas. Está en el idioma portugués, pero es fácil de entender. El mismo permite crear una interfase, dada una base de conocimiento. Las siguientes direcciones electrónicas, permiten acceder a vídeos para la creación de la interfase. http://youtube.com/watch?v=aaxj-bpajf8
347 TP Lapso 2014-2 7/9 http://youtube.com/watch?v=-0fek3vwy6g&feature=related Recomendaciones Antes de realizar el componente, se recomienda estudiar la información que se va a introducir (base de conocimiento), contemplando todas las posibilidades que puedan considerarse del caso. Clasifique la información, analice cuáles aspectos son comunes en cada categoría y cuáles diferentes. Emplee esquemas, cuadros o diagramas de flujo. Una vez desarrollado el módulo, pruebe todos los casos posibles a fin de asegurarse de su correcta ejecución. Instrucciones generales sobre el Trabajo Práctico El estudiante debe entregar lo siguiente: Un informe en donde explique la técnica de Inteligencia Artificial o de Sistemas Expertos empleada para resolver el problema planteado. Realice un esquema que facilite la organización de la información suministrada por los expertos (texto del problema). Si requiere más información puede consultar las fuentes bibliográficas que se exponen al final. Adicionalmente responderá de manera razonada lo siguiente: 1- Puede este componente particular formar parte de un Sistema Experto?. 2- Cuáles son las ventajas que ofrece la solución de este problema empleando este enfoque? Qué mejoras le haría? 3- Establezca las conclusiones. Las respuestas a estas preguntas estarán orientadas específicamente al componente desarrollado. No responda con aspectos generales tomados de alguna fuente, relacionada con los Sistemas Expertos, desarrolle conceptos propios. Especifique el lenguaje de programación empleado.
347 TP Lapso 2014-2 8/9 Si va a emplear algún lenguaje de programación, entregue un listado documentado del programa fuente. En el encabezado de cada procedimiento, función o sección del código que lo requiera, debe incluir un breve comentario del proceso que se realiza. Igualmente es conveniente hacerlo en la definición de las estructuras de datos y variables utilizadas. Listado de los resultados, mostrando diferentes corridas. Un disco compacto (CD). El mismo debe contener el programa fuente y el programa ejecutable (.exe), en caso de requerir un compilador. Si empleó otro lenguaje deberá enviar las instrucciones para su ejecución. Si trabaja con CLIPS, debe enviar igualmente la copia del programa realizado en dicho entorno (archivo.clp). Si trabaja con otro lenguaje deberá enviar todos los componentes requeridos para ejecutarlo. En este caso procure ejecutarlo desde el CD, en otro computador, a fin de determinar si el programa funciona. De esta manera se evitan los retrasos en la entrega de calificaciones, ya que en algunos casos deben hacerse llamadas urgentes y en otros casos podrían perjudicar la calificación del trabajo. El CD debe estar libre de virus, rotulado con el nombre del estudiante, el Centro Local y entregarse en un sobre, conjuntamente con el listado del programa y los resultados. El trabajo se entregará completo, adjunto a la prueba integral. Recuerde incluir su dirección de correo electrónico, para establecer contactos, en caso que se requiera. Criterio de corrección Se considera logrado el objetivo si al menos se cumple con lo siguiente: El componente en referencia debe funcionar apropiadamente de acuerdo a lo indicado. Entrega de un informe que incluya todo lo solicitado en la sección anterior. Entrega del listado documentado del programa o código de implementación del componente. Entrega del listado de los resultados. Entrega de un CD que contenga lo especificado en la sección anterior.
347 TP Lapso 2014-2 9/9 [1] http://es.wikipedia.org/wiki/autismo Fuentes bibliográficas [2] http://www.guiasalud.es/egpc/autismo/resumida/apartado02/definicion04.html#b123 [3] http://espectroautista.info/ [4] http://www.webmd.com/brain/autism/rett-syndrome [5] http://www.ont-autism.uoguelph.ca/how_diagnosed.shtml [6] http://medical-dictionary.thefreedictionary.com/kanner's+syndrome [7] http://www.livestrong.com/article/68518-kanners-autism-symptoms/ [8] http://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/childhood-disintegrativedisorder/basics/definition/con-20026858 [9] http://www.cdc.gov/ncbddd/spanish/autism/facts.html FIN DE LAS ESPECIFICACIONES DEL T.P NOTA: Los Trabajos Prácticos son estrictamente individuales y una producción inédita del estudiante, cualquier indicio que ponga en duda su originalidad, será motivo para su anulación. Queda a discreción del asesor o profesor corrector, solicitar una verificación de los objetivos contemplados en el mismo, únicamente en aquellos casos en los que se vea comprometida la originalidad de la autoría del presente trabajo práctico.