Inteligencia Artificial Colombia

Qué es la Inteligencia Artificial?

En la Inteligencia Artificial (IA) se pueden observar, a grandes rasgos, dos enfoques diferentes:

  • La concepción de IA como el intento de desarrollar una tecnología capaz de suministrar al ordenador capacidades de razonamiento o discernimiento similares, o aparentemente similares a las de la inteligencia humana.
  •  La concepción de IA como investigación relativa a los mecanismos de inteligencia humana, que emplea el ordenador como herramienta de simulación para la validación de teorías.

El primer enfoque es por lo general el más práctico, se centra en los resultados obtenidos, en la utilidad, y no tanto en el método. 

En este enfoque se encuadran, por ejemplo, los Sistemas Expertos. Son temas claves en esta dirección la representación y la gestión del conocimiento. Los autores más representativos de este enfoque son McCarthy y Minsky, del MIT. 

El segundo enfoque está orientado a la creación de un sistema artificial que sea capaz de realizar los procesos cognitivos humanos.

Desde este punto de vista no es tan importante la utilidad del sistema creado (qué hace), como lo es método empleado (cómo lo hace). Como aspectos fundamentales de este enfoque se pueden señalar el aprendizaje y la adaptabilidad. Ambo presentan gran dificultad para ser incluidos en un sistema cognitivo artificial.

 

artificial intelligence, brain, think-4736369.jpgDefinir la Inteligencia Artificial es una tarea realmente complicada. Desde que se acuñara este término en la Conferencia de Darthmouth de 1956, se han propuesto muchas definiciones distintas que en ningún caso han logrado la aceptación sin reservas de toda la comunidad investigadora.

Ello puede deberse a la insuficiente formalización de la materia, que impide un asentamiento firme de las bases de esta ciencia.

Tanto es así que en ocasiones los expertos ni siquiera coinciden en la adecuación de ciertos problemas al tratamiento mediante técnicas de Inteligencia Artificial, es decir, algunas veces ni siquiera se tiene la seguridad de que un problema dado deba ser estudiado dentro de esta disciplina.

Por suerte esto está cambiando, y cada vez más, las técnicas de IA, además de adquirir una base formal acorde con las necesidades de la materia, están dejando de ser «curiosidades académicas con mucho futuro pero poca aplicación en el presente», para pasar a ser uno de los motores que impulsan la industria de la computación, con inversiones crecientes año tras año.

Las posibilidades desde luego son asombrosas, pero no hay que dejar volar la imaginación más de lo necesario. Las «máquinas pensantes» puede que lleguen a existir alguna vez, pero no están a la vuelta de la esquina ni mucho menos.

La IA es una ciencia nueva que debe andar mucho camino todavía. De lo que podemos estar seguros es de que los primeros pasos están siendo prometedores.

Podríamos decir sin temor a errar que la IA es la rama de la ciencia de la computación que centra sus esfuerzos en la consecución de sistemas inteligentes, pero esta definición es tan vaga que, no aclara realmente ni cuáles son los objetivos de esta ciencia ni cuáles los métodos que se deben aplicar para alcanzar esos objetivos. En estos dos puntos es en los que hallamos la controversia.

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En primer lugar, ¿Qué es lo que se quiere decir cuando se afirma que el objetivo de la IA es la consecución de sistemas o «entidades» inteligentes?. 

¿Para que una entidad sea considerada inteligente basta con que se comporte inteligentemente, o además debe razonar de forma inteligente? Puede que la diferencia entre las dos posibilidades parezca sutil a primera vista, pero tiene más importancia de la que parece.

Por ejemplo, un programa de ajedrez actúa inteligentemente, pero en esencia no puede decirse que razone, ya que lo único que hace es explorar un gran número de posibles jugadas -millones en cada turno-.

Aplicando una función de evaluación que dice lo buena o mala que es cada una de esas jugadas, teniendo en cuenta para ello el número de piezas de cada jugador en el tablero y el valor ponderado de las mismas. A partir de esta información, en cada turno se elige la mejor de las jugadas obtenidas. 

En contraposición, los Grandes Maestros de ajedrez sólo analizan unas pocas decenas de jugadas posibles en cada movimiento, y sin embargo hasta el momento las máquinas de ajedrez, con su gran potencia de cálculo lo han tenido complicado para vencerles. 

La diferencia estriba en la forma de analizar las jugadas por parte del Maestro humano y de la máquina. La máquina es pura fuerza bruta. Analiza todas o la mayor parte de las posibilidades, sin tener en cuenta en primera instancia la viabilidad de las mismas en el contexto del juego.

Y que mas?

El Gran Maestro humano no es tan bueno en la exploración intensiva de jugadas, pero realiza mucho mejor la tarea de eliminar de su consideración las líneas de juego poco prometedoras, una tarea mucho más complicada y que exige de una comprensión y visión del juego que las máquinas no han conseguido emular todavía.

 Llegados a este punto podemos admitir que un programa de ajedrez de última generación actúa de forma inteligente, ya que su juego es de un nivel más alto que el de la mayoría de las personas, pero ¿Es realmente inteligente?

Como veremos más adelante los filósofos de la IA tienen varias respuestas para estas incógnitas. Nosotros de momento nos pondremos una meta relativamente humilde y diremos que una técnica de IA es aquella que se utiliza para lograr que un programa se comporte de forma inteligente, sin tener en cuenta la «forma de razonamiento» subyacente a los métodos que se apliquen para lograr ese comportamiento.

Aquí vuelve a surgir un dilema. Según esta definición, a primera vista parecería que casi cualquier problema resoluble por computador podría encuadrarse en el campo de la inteligencia artificial. Por ejemplo, supongamos que nos aplicamos en resolver el problema de la división de dos números racionales.

Una simple calculadora de bolsillo resuelve este problema sin mayores complicaciones, y lo hace tan bien como un ser humano, dando una respuesta inteligente, o más bien congruente, a nuestras peticiones. 

Sin embargo, nadie diría que las calculadoras aplican técnicas de IA para realizar las divisiones, como parece sugerir en principio nuestra definición, de modo que tendremos que cambiarla o al menos retocarla. 

La solución definitiva llegará tras la definición de un par de términos fundamentales, tarea que abordamos a continuación.

El problema de la división puede resolverse aplicando una especie de receta con unos pasos bien definidos, que siempre funciona y que todo el mundo aprende en los primeros años de colegio. 

En la ciencia de la computación a estas recetas que sirven para resolver problemas se les llama algoritmos, término acuñado en honor del matemático árabe Al-Kwarizmi, que entre otras cosas compiló una lista de estas recetas, aplicables a diferentes problemas algebraicos.

artificial intelligence, binary, code-7229607.jpgLos problemas realmente complicados a los que se enfrenta el ser humano son aquellos para los cuales no existe algoritmo conocido, bien porque no se haya descubierto aún, o porque definitivamente no exista -hay problemas para los que se sabe que no existe un algoritmo que los resuelva. Hablaremos de ellos más adelante-.

Pongamos como ejemplo el problema del cálculo de la primitiva o «integral» de una función, Este es un problema para el que no existe algoritmo. 

Existen unas reglas que pueden seguirse para obtener la primitiva de ciertas funciones con unas determinadas características, pero no existe un algoritmo genérico que nos diga qué pasos hay que seguir para, partiendo de una función cualquiera, hallar su primitiva.

Los matemáticos se basan en ciertas reglas que generalmente funcionan, o que en muchos casos sirven para reducir la complejidad del problema, convirtiendo funciones complicadas en otras más sencillas que sí son capaces de integrar. Sin embargo la aplicación de estas reglas no garantiza la obtención de una solución en todos los casos.

Las reglas de este tipo, que tratan de orientarnos hacia la solución en problemas no algorítmicos son llamadas heurísticas. Estas reglas son tan concretas como las dadas en los algoritmos.

La diferencia reside en el hecho de que nada nos garantiza que la aplicación de una heurística nos lleve un paso más cerca de la solución de un problema. 

Además, se da la situación de que en muchas ocasiones existe una gran cantidad de heurísticas que son aplicables a un mismo estado del problema, con lo cual la elección de la más adecuada para cada caso puede ser un factor determinante en la obtención de la solución.

Estos son los problemas realmente complejos y que necesitan de verdadera inteligencia y originalidad para su resolución.

No hay algoritmos conocidos que nos permitan descubrir teoremas matemáticos, diagnosticar enfermedades, componer música con armonía y gracia o comprender una frase escrita en un lenguaje natural como el español o el inglés, aunque sí haya ciertas heurísticas que la gente aplica para realizar estas tareas, incluso a veces sin darse cuenta.

Estas son cosas que las personas hacen sin saber realmente cómo las hacen ni qué pasos siguen en todos los casos, por mucha introspección a la que se sometan.

Sigue con…

Y estas son las tareas de las que se ocupa la Inteligencia Artificial.

De modo que a la vista de todos estos nuevos datos, redefiniremos nuestro concepto de IA de la siguiente forma:

Diremos que la Inteligencia Artificial es la rama de la ciencia de la computación que estudia la resolución de problemas no algorítmicos mediante el uso de cualquier técnica de computación disponible, sin tener en cuenta la forma de razonamiento subyacente a los métodos que se apliquen para lograr esa resolución.

Se observará que, a diferencia de la definición anterior, en esta no se menciona explícitamente el comportamiento inteligente de las técnicas de IA. 

Esto es así porque se asume que cualquier proceso computacional capaz de resolver instancias de un problema no algorítmico por fuerza debe dar la apariencia de un comportamiento inteligente.

Esta definición puede parecer un tanto críptica para un no iniciado, y además no tiene garantías de ser aceptada por toda la comunidad de investigadores de IA. 

Por lo tanto, y para complementarla, vamos a presentar, sin comentarlas, algunas definiciones algo menos formales, dadas por diferentes investigadores en IA, que son compatibles en gran medida con la dada por nosotros, pero considerando otros puntos de vista.

Historia de la Inteligencia Artificial

Campos de la Inteligencia Artificial

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial

No es posible dar una definición de universalmente aceptable de la IA, pero lo que se puede hacer es es dar una lista de los procesos que generalmente pueden ser llamados IA si son programados en un computadora. La lista no es exhaustiva, pero cubre las áreas principales. 

RECONOCIMIENTO

Las maquinas serán capaces de reaccionar a su entorno e influenciarlo mediante sensores y dispositivos de interacción como con el exterior. La visión ya se ha llevado a cabo en una escala limitada mediante aparatos de televisión y dispositivos para la percepción de imágenes sintetizadores que permiten al ordenador comunicarse mediante el lenguaje hablado en la salida y no escrito como se ha hecho hasta ahora, con el uso de pantallas o impresoras. 

Algunos de los progresos conseguidos con el desarrollo de circuitos integrados permitirán al computados aceptar ordenes y datos especializados, también mediante la utilización del lenguaje hablado.

                                                                                        Identificación de Imágenes

                                                                              Identificación de Rostros

COMPRENSION DEL LENGUAJE NATURAL

La necesidad de comunicarse con los computadoras mediante un lenguaje ensamblador o en uno de los lenguajes especializados de alto nivel ha impedido a los no especialistas hacer un uso que no sea superficial de los ordenadores.

APRENDIZAJE, DEMOSTRACION DE TEOREMAS, JUEGOS

 Todos estos campos requieren cierta capacidad de mejorar la experiencia. La búsqueda de algoritmo que permitan incorporar esta capacidad a un sistema a un sistema es una de las características básicas de la investigación en IA.

SISTEMAS EXPERTOS

 Para algunas persona los términos IA y sistemas expertos son sinónimos. Muchos de los sistemas expertos existentes actualmente consisten en grandes bases de conocimientos, creadas para almacenar la información de que se dispone expertos humanos en varios campos y a las que se aplica una serie de reglas de manipulación expresadas en en lenguajes específicos.

                                                                                           Traducción Simultánea

La diagnosis medica, la ingeniería química, la exploración geológica y el diseño de computadoras han proporcionado material para el diseño de sistemas expertos de gran éxito.  Con el nacimiento de la Revolución Industrial, muchas fábricas tuvieron gran aceptación por la automatización de procesos repetitivos en la línea de ensamblaje. 

La automatización  consiste, principalmente, en diseñar sistemas capaces de ejecutar tareas repetitivas hechas por los hombres, y capaces de controlar operaciones sin la ayuda de un operador humano. 

El término automatización también se utiliza para describir a los sistemas programables que pueden operar independientemente del control humano. La mayoría de las industrias has sido automatizadas o utilizan tecnología para automatizar algunas labores; en la industria de la telefonía, marcación, transmisión y facturación esta completamente automatizados. 

ROBOTICA

La ciencia de la robótica implica diferentes técnicas de IA. La idea de un robot «listo» con la capacidad de aprender por experiencia es el tema central de teorías e investigaciones en IA. 

El robot debe ser capaz de comunicarse en lenguaje natural y debe poder realizar tareas que requieran que el equivalente a la iniciativa y la originalidad, esto implica que el robot debe llegar a realizar , tras un periodo de aprendizaje cosas para las cuales no estaba inicialmente programado, a diferencia de los robots que se utilizan actualmente en la aplicación industrial, los cuales no son más que meros autómatas. 

La idea global en la inteligencia artificial estuvo desacreditada durante varios años debido parcialmente , al excesivo optimismo por parte de la primera teoría pero , mayormente causado por la exageración y el sensacionalismo de algunos de sus divulgadores. 

                                                                                            Navegación y Mapeo

Los primeros robots creados en toda la historia de la humanidad, no tenían más que un solo fin: entretener a sus dueños. Estos inventores se interesaban solamente en conceder los deseos de entretener a quien les pedía construir el robot. Sin embargo, estos inventores se comenzaron a dar cuenta de que los robots podía imitar movimientos humanos o de alguna criatura viva.

 Estos movimientos pudieron ser mecanizados, y de esta manera, se podía automatizar y mecanizar algunas de las labores más sencillas de aquellos tiempos.  El origen del desarrollo de la robótica, se basa en el empeño por automatizar la mayoría de las operaciones en una fábrica; esto se remonta al siglo XVII en la industria textil, donde se diseñaron telares que se controlaban con tarjetas perforadas.

CIBERNETICA

 La cibernética es una ciencia interdisciplinaria, tratando con sistemas de comunicación y control sobre organismos vivos, máquinas u organizaciones. El término es una derivación del vocablo griego kybernetes que significa gobernador o piloto, y fué aplicado por primera vez en 1948 a la teoría del control de mecanismos por el matemático americano Norbet Wiener. En el cuerpo humano, el cerebro y el sistema nervioso funcionan para coordinar la información, la cual es utilizada para determinar el futuro curso de una acción; controlar los mecanismos para la autocorrección en máquinas que sirven con un propósito similar. 

Este principio es conocido como retroalimentación, el cual es fundamental en el concepto de automatización. La cibernética también se aplica al estudio de la psicología, servomecanismo, economía, neuropsicología, ingeniería en sistemas y al estudio de sistemas sociales, el término cibernética no es muy utilizado para describir por separado a un campo de estudio, y muchas de las investigaciones en el campo ahora se centran en el estudio y diseño de redes neuronales artificiales.  

                                                                                  Reconocimiento de Emociones