Inteligencia artificial

Vehículos autónomos, minería de datos… vivimos en la era de las máquinas inteligentes

Escribes en Google “inteligencia artificial” y te responde: “¿Has querido decir inteligencia artificial?” Por supuesto, ¡eso era lo que buscabas! En los 0,15 segundos que has tardado en darte cuenta de que habías escrito mal una palabra, una máquina inteligente ha reunido 17,900,000 resultados para tu consulta, incluyendo vídeo, audio, archivos históricos y noticias relacionadas, y los ha colocado por orden de relevancia y fiabilidad de la fuente.
Hace 20 años este tipo de inteligencia artificial sólo se encontraba en la ciencia ficción, hoy la llamamos simplemente tecnología.

Inteligencia artificialLa inteligencia artificial empezó hace 60 años como una pregunta filosófica que se planteó el brillante matemático inglés Alan Turing: “¿las máquinas pueden pensar?” La primera vez que las palabras “inteligencia artificial” aparecieron impresas fue en 1955, en el programa de una conferencia académica de verano que proponía estudiar la hipótesis de que “todo aspecto del aprendizaje y otras características de la inteligencia se pueden describir de manera tan precisa que una máquina puede reproducirlas”.

En esencia, la IA es la investigación que busca comprender los mecanismos de la inteligencia. En los humanos y en las máquinas la inteligencia puede definirse como la habilidad para resolver problemas y lograr objetivos. Los ordenadores son la máquina ideal para el estudio de la IA, ya que “aprender” a hacer cosas fácilmente. Durante medio siglo de los investigadores han estudiado psicología cognitiva, o lo que es lo mismo, cómo piensan los humanos, y han intentado escribir fórmulas matemáticas, algoritmos que imiten el mecanismo de la inteligencia humana.

IBM WATSON
En febrero de 2011 un súper ordenador de IBM llamado Watson derrotó a los dos campeones del concurso norteamericano “Jeopardy”. Watson analizó preguntas de lenguaje natural tan rápido que logro derrotar a las mentes humanas más veloces. Los investigadores de IBM habían introducido cientos de millones de páginas de datos y algoritmos para buscar y “leer” texto, separando el sujeto, verbo y complementos. Watson es mucho más que un ultra potente Google. Utiliza algoritmos avanzados para llegar a la conclusión de cuál es la respuesta correcta de entre los millones de probabilidades. Detrás de la “cara” que había en el podio de “Jeopardy” había una habitación llena de servidores comparando resultados en fracciones de segundo. La tecnología de Watson se está estudiando para crear un asistente médico automatizado.

Se ha conseguido hacer máquinas muy inteligentes, capaces de resolver problemas lógicos que requieren un número impresiónate de cálculos. Pensemos por ejemplo en Deep Blue, el ordenador de IBM que juega al ajedrez, consiguió derrotar al gran maestro Gary Kasparov utilizando su gran potencia de procesamiento para calcular una serie casi infinita de movimientos imposibles. La IA se ha colado en nuestra vida cotidiana, entre los ejemplos encontramos los sistemas de navegación GPS que muchos coches incluyen de serie. Basta con decir a dónde quieres ir y el ordenado interpretará tu voz, localizará el destino y te dará instrucciones precias cómo llegar. Incluso cosas tan “sencillas” como la corrección ortográfica de los ordenadores son ejemplos de IA.

También hay máquinas de IA en ámbitos más desconocidos para la mayoría, como los robots. Muchos de los robots más extraordinarios que se fabrican actualmente no sólo inteligentes desde el punto de vista lógico, sino también físico. Por ejemplo Stanley, el vehículo 100% autónomo que recorrió a gran velocidad el Desierto de Mojave y ganó el DARPA Gran Challenge en 2004. Stanley utilizó los datos del GPS para guiarse y un radar guiado por láser y cámaras de vídeo para localizar los obstáculos en tiempo real. Los giroscopios y sensores inerciales internos proporcionaban un flujo continuo de datos al ordenador para controlar la dirección y la aceleración.

robot Honda ASIMOEl robot Honda ASIMO llamó la atención de todo el mundo con su andar humano, un rasgo de ingeniería inteligente. ASIMO utiliza sensores infrarrojos y ultrasónicos para calcular las distancias con respecto al suelo, las paredes y los objetos en movimiento. Con estos datos ajusta constantemente su equilibrio y movimiento utilizando 34 servo motores de alta precisión. Los procesadores de ASIMO son tan rápidos que puedes empujar hacia un lado al robot e inmediatamente desplazará el peso a la parta correcta para evitar caerse. Pero sin duda alguna, uno de los mayores avances en la IA que se han logrado en los últimos 50 años es el procesamiento inteligente de información. Google es sólo uno de los muchos ejemplos de tecnología de información útil. Los bancos utilizan software inteligente para analizar los patrones de uso de las tarjetas de crédito de millones de clientes, identificando las pequeñas irregularidades que podrían corresponder a un fraude o robo de la tarjeta. La IA nos permite dar sentido a una serie de datos aparentemente inconexos.
Pronto la pregunta de Turing “¿las máquinas pueden pensar?” encontrará respuesta. De momento estamos enseñando a las maquinas a pensar, y ¡asusta lo rápido que aprenden!

EL CEREBRO DE IA
El cerebro humano es una máquina muy compleja. Lo que nos parece sentido común es en realidad una combinación de conocimientos almacenados, razonamiento lógico, probabilidad e interpretación del lenguaje. En los últimos 50 años se ha buscado la manera de crear una máquina que pueda “pensar” de verdad.

LOGICA
Ya es tiempo de Aristóteles los filósofos querían definir los procesos lógicos que nos llevan a tomar decisiones. No vivimos a capricho, sino que tomamos decisiones basándonos en evidencias, inferencias, causa y efecto. Para que una máquina pueda actuar de manera racional tiene que programarse para reconocer que si A y B son verdaderas la única conclusión lógica es C. El reto de la IA es crear modelos Matemáticos para procesos lógicos que la máquina pueda utilizar para tomar decisiones razonables basadas en evidencias y probabilidades.

LENGUAJE
Los humanos aprendemos escuchando, observando, leyendo y sintiendo. Las máquinas sólo aprenden a través del lenguaje. Los lenguajes de programación se basan en la lógica. Tomemos el enunciado más básico de tipo si/entonces: Si X es mayor a 1, entonces ve a Y. Usando una gran potencia de procesamientos se puede enseñar a un ordenador a interpretar el lenguaje natural de la forma en la que nos comunicamos los humanos. Watson, el ordenador de IBM “lee” porque ha aprendido a separar sujeto, verbo y complementos y compara esas entradas con su base de datos.

BUSQUEDA Y OPTIMIZACION
Google es un ejemplo de inteligencia artificialGoogle es un ejemplo de inteligencia artificial, si sólo fuera un motor de búsqueda te mostraría todas las páginas web que contienen la palabra que buscas. Sin embargo, los programadores de Google han dotado al buscador de algoritmos que le ayudan a optimizar la búsqueda y a encontrar la información más relevante. Las máquinas con IA usan el mismo método para moverse por una habitación (no choques contra la mesa) o para responder a preguntas (¿Qué saldo tengo en la cuenta?). Tienen una programación heurística que eliminan las vías de búsqueda menos probables.

PROBABILIDAD
Los humanos solemos decidir que probabilidades hay de que algo sea verdad en base a experiencia pasadas y a las condiciones actuales. Las máquinas de IA se pueden programar para tener un razonamiento similar. Los ordenadores son muy buenos con las estadísticas y, con los algoritmos adecuados, pueden hacer millones de cálculos rápidamente para dar con el resultado más probable. Cuado se encuentran con una evidencia nueva, usan la probabilidad Vayesina para aplicar el nuevo conjunto de probabilidades a los cálculos existentes.

ALGORITMOS
Los algoritmos son formas de programación lógica que le indican a un ordenador cómo hacer algo. Un buen ejemplo es el algoritmo mínimas que ayuda a un ordenador de juego de ajedrez como el Deep Blue de IBM a decidir sus movimientos. Los algoritmos mínimas asigna un valor a cada posición de las piezas en el tablero y buscan entre todos los movimientos posibles para decidir cuál dará el mejor resultado. Para optimizar la búsqueda Deep Blue sólo considera los siguientes 12 movimientos, no todos los movimientos posibles hasta el jaque mate.

RAZONAMIENTO
Antes se creía que el cerebro de IA sólo podía razonar conforme a estrictas reglas lógicas. Los ordenadores que responden preguntas como el Watson de IBM demuestran que se puede enseñar a las máquinas a razonar a niveles más altos. Watson empieza con lógica pura; busca en su extensa base de datos las palabras clave de la pregunta. Pero luego utiliza algoritmos mucho más complejos para identificarlos con conceptos relacionados y hacer conexiones de tipo intuitivo parecida a lo que llamamos “experiencia”. La probabilidad es un componente vital del razonamiento de alto nivel para encontrar la respuesta más probable entre un número casi limitado.

Robótica e IA

Los robots más avanzados tienen sensores que imitan nuestros sentidos de la vista, oídos, tacto y equilibrio. Los androides diseñados por Hiroshi Ishi guro en el Intelligent Robots Laboratory tiene un software de reconocimiento facial en tiempo real que imitan los movimientos faciales del “guía”.

Los robots que caminan, como ASIMO, están equipados con un giroscopio y un sensor de velocidad internos para ayudar a mantener el equilibrio incluso cuando los empujan. Las distancias del suelo, paredes y objetos que se acercan se miden con sensores infrarrojos y ultrasónicos. Los sensores de las manos identifican arriba/abajo, derecha/izquierda, adelante/atrás y el grado de fuerza que aplican.

IA: LOS INICIOS Dónde empezó la inteligencia artificial y adónde se dirige

S.VA.C.
Aristóteles define los silogismos, cómo se puede extraer una conclusión a partir de dos premisas.

400 A.C.
Paloma mecánica. Arquitas de Tarento construye una paloma de madera que mueve las alas y vuela.

S.XII
Máquina de Lulio. El monje español Raimundo Lulio crea una máquina que extrae conclusiones de pares de símbolos.

S.XV
Relojes de cuerda. Estos relojes fueron la primera máquina de medición mecánica.

1642
Maquina de cálculo de Pascal. Era una caja de madera con una palanca metálica que hacía sumas y restas.

1801
Tarjetas perforadas. Un tejedor francés controla automáticamente un telar con tarjetas perforadas.

1821Máquina diferencial No 1. Charles Babbaje crea una compleja máquina de cálculo.

1850 s
Algebra de Boole
George Boole usa lógica si logística para reducir las funciones matemáticas a dos símbolos: oy1

1889
Sistema eléctirco de tabulación
Herman Hollerith crea una forma mecánica de grabación de datos.

1910
Principia Mathematica. Trabajo que derivó verdades matemáticas a partir de un conjunto de axiomas usando lógica simbólica.

1921
Se acuña “Robot”. Se usa “robot” en ciencia ficción, una palabra checa para “trabajadores forzados”.

1936
Máquina de Tuning
Turig describe su máquina como un artilugio teórico que establece las bases lógicas de las ciencias informáticas.

1943
Cibernética. Estudios para entender el aprendizaje de las máquinas.

1949
Juego de ajedrez. Claude Shannon propone las funciones para enseñar a un ordenador a jugar al ajedrez.

1956
Primer programa de IA. El Logia Theorist es el primer programa creado para imitar el pensamiento humano.

1979
Robot autónomo
El Stanford Cart se mueve con éxito por una habitación llena de obstáculos usando sensores y software.

1997
Deep Blue. El campeón mundial de ajedrez Kasparov es vencido por el ordenador de IBM

1997
Google. Se lanza el ejemplo de programación de IA más famoso del mundo

2011
IBM Watson. El súper ordenador Deep QA usa algoritmos de análisis del lenguaje para derrotar a los antiguos ganadores Jeopardy

Fuente: Revista como funciona