1.1 Introducción y definición de la Inteligencia Artificial

Transcripción

1 UNIDAD INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS I 1.1 Introducción y definición de la Inteligencia Artificial Desde tiempos inmemorables el hombre siempre ha tenido la inquietud de delegar tareas difíciles, ya sea por pesadas, tediosas o repetitivas, lo cual lo ha llevado a desarrollar un sinnúmero de herramientas con el fin de aligerar su carga. En la medida que dichas herramientas se asemejan o copian la manera en la que el hombre soluciona sus problemas se habla de Sistemas Inteligentes ó Sistemas con Inteligencia Artificial (I.A.). La I.A. se define como la ciencia que estudia las funciones cognoscitivas del ser humano para su aplicación en el diseño de máquinas. Otra definición aceptable también es, que la I.A. es el estudio de cómo hacer que las computadoras hagan cosas en las cuales hasta hoy el hombre es mejor. 1.2 Elementos de Inteligencia Aún cuando a estas alturas ya contamos con una definición formal de la I.A., es conveniente que definamos el concepto de Inteligencia en términos generales, dado que sobre esta definición girarán algunas suposiciones posteriores. Básicamente podemos definir la Inteligencia en dos bloques funcionales: Razonamiento y Conocimiento, interconectados como se muestra a continuación en la Figura de abajo RAZONAMIENTO CONOCIMIENTO 1-1 Gustavo León 2015

2 Ambos elementos cuya interdependencia en los esquemas de inteligencia humana es evidente, se encuentran completamente separados en los modelos artificiales cuya analogía se muestra en la Figura de abajo. conexiones neuronales mientras que los datos se localizan por medio de direcciones. Estas diferencias se han convertido en una limitación para el desarrollo de sistemas inteligentes, sin embargo en la medida que los esquemas artificiales PROCESAMIENTO DATO Las equivalencias Razonamiento / Procesamiento y Conocimiento / Datos de los modelos Humano / Artificial son solamente un esquema simulado ya que por un lado el razonamiento tiene una naturaleza heurística (concepto que será ampliamente descrito en unidades posteriores), mientras el procesamiento es de naturaleza algorítmica. Asimismo el conocimiento se localiza a través de se asemejen a los humanos estaremos hablando de Sistemas Inteligentes reales. Existen otros elementos asociados con la inteligencia que son de carácter emocional entre los que podemos mencionar: * Creatividad * Sensibilidad 1.3 El paradigma de las Máquinas La máquina no puede pensar, hace sólo lo que el hombre le dice. "Un grupo de científicos colocó cinco monos en una jaula, en cuyo centro colocaron una escalera y, sobre ella, un montón de bananos. Cuando un mono subía la escalera para agarrar los bananos, los científicos lanzaban un chorro de agua fría sobre los que quedaban en el suelo. Después de algún tiempo, cuando un mono iba a subir la escalera, los otros lo agarraban a palos. Pasado algún tiempo más, ningún mono subía la escalera, a pesar de la tentación de los bananos. Entonces, los científicos sustituyeron uno de los monos. La primera cosa que hizo fue subir la escalera, siendo rápidamente bajado por los otros, quienes le pegaron. Después de algunas palizas, el 1-2 Gustavo León 2015

3 nuevo integrante del grupo ya no subió más la escalera. Un segundo mono fue sustituido, y ocurrió lo mismo. El primer sustituto participó con entusiasmo de la paliza al novato. Un tercero fue cambiado, y se repitió el hecho. El cuarto y, finalmente, el último de los veteranos fue sustituido. Los científicos quedaron, entonces, con un grupo de cinco monos que, aún cuando nunca recibieron un baño de agua fría, continuaban golpeando a aquel que intentase llegar a los bananos. Si fuese posible preguntar a algunos de ellos por qué le pegaban a quien intentase subir la escalera, con certeza la respuesta sería: «No sé, las cosas siempre se han hecho así, aquí...» le suena conocido?" Es que solo por el hecho que siempre se han hecho así las cosas, es esa la mejor forma de hacerlas?. La obsolescencia total en informática, es de 5 años, por qué entonces, no revisamos los procesos que posiblemente tienen muchos más años? Joel Arthur Barkeren en su libro "Paradigmas el negocio de descubrir el futuro", define paradigma como: «Un conjunto de reglas y disposiciones (escritas o no) que hace dos cosas: establecer o definir límites, e indicar cómo comportarse dentro de tales límites para tener éxito, al cual se mide por la habilidad para resolver problemas» paradigmático es, por tanto, un cambio hacia un nuevo juego, un nuevo conjunto de reglas. Pero más importante que conocer esas nuevas reglas, es conocer qué fue lo que dio lugar al cambio; no hay que esperar a que las tendencias se desarrollen, sino buscar a las personas que están enredándose con las reglas, porque esa es la primera señal de un cambio importante. Durante mucho tiempo diseñadores e ingenieros en el área de sistemas de cómputo, han cerrado todas las posibilidades hacia el concepto de que pudieran construirse máquinas con inteligencia autónoma, equiparables con la mente humana. Esta barrera ha retardado el desarrollo de sistemas inteligentes por varias razones: * Limitaciones teóricas * Limitaciones tecnológicas * Limitaciones éticas Limitaciones Teóricas En general se puede decir que el conocimiento teórico es aquel que está basado en el método científico En cierto sentido, un paradigma indica la existencia de un juego, en qué consiste y cómo jugarlo con éxito de acuerdo con las reglas establecidas. Un cambio 1-3 Gustavo León 2015

4 En términos de Inteligencia Artificial, se refiere al hecho de la limitación que existe para implementar I.A. en virtud de la falta de conocimiento científico, en específico del cerebro humano, que sería el punto focal para el desarrollo de la misma B.R.A.I.N En este sentido, los Estados Unidos a través del Presidente en función en el 2013, Barack Obama, ha lanzado una iniciativa con la mira de obtener el conocimiento teórico suficiente del cerebro humano. El programa, denominado Investigación del Cerebro a través de Neurotecnologías Innovadoras Avanzadas (BRAIN - Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, por sus siglas en inglés), será financiado con un presupuesto inicial de100 millones de dólares, proyectados para el año fiscal 2014 de la administración del presidente Obama. "La Iniciativa BRAIN acelerará el desarrollo y aplicación de nuevas tecnologías que permitirán a los investigadores producir fotos dinámicas del cerebro que muestren cómo las neuronas individuales y los complejos circuitos neurológicos interactúan a la velocidad del pensamiento", dijo la Casa Blanca en un comunicado. "Estas tecnologías abrirán nuevas puertas para explorar cómo el cerebro registra, procesa, usa, almacena y recuerda grandes cantidades de información, y arrojará luz sobre las complejas relaciones entre el funcionamiento cerebral y la conducta", añadió. Según los científicos que desarrollan el proyecto, este esfuerzo promoverá tecnologías que permitan que los investigadores produzcan imágenes dinámicas del cerebro en las cuales pueda verse cómo las células individuales y los complejos circuitos de neuronas interactúan a la velocidad del pensamiento. Sitio oficial del proyecto BRAIN: BRAIN es una especie de continuación del Proyecto Conectoma Humano Proyecto Conectoma Humano El proyecto Conectoma Humano (HCP) forma parte de los grandes proyectos de la Humanidad, como lo han sido la Conquista del Espacio y el proyecto Genoma Humano. La factibilidad de conocer la estructura y funcionamiento de especies animales de menor complejidad que la humana, como son las del gusano Caenorhabditis elegans que posee 302 neuronas realizada por Sydney Brenner (Premio Nobel de Medicina 2002) y el cerebro de ratones mediante la tecnología de Brainbow desarrollada por Jeff Lichtman (Premio Nobel de Química 2008) ha conducido a 1-4 Gustavo León 2015

5 realizar el desafío de establecer el mapa de las conexiones neuronales del cerebro humano. Nuestro cerebro se suele dividir en varios cientos de pequeñas áreas a las que se atribuyen funciones altamente especializadas. Vistas bajo el microscopio, muchas de estas áreas, que tienen un ancho de centímetros, presentan patrones de células claramente visibles. Cada una de estas áreas está conectada por millones de proyecciones neuronales con forma de hilo, llamados axones, que corren en paralelo, enrollándose para formar lo que parece un cable grueso de fibra óptica. Se estima que nuestro cerebro posee km de axones. El cerebro funciona en base a procesos y estos procesos tienen lugar porque existen estas conexiones entre áreas especializadas. Se postula la existencia de columnas neuronales de conexión que contienen neuronas y que en nuestro cerebro existirían alrededor de 50 millones de estas columnas. El Proyecto Conectoma Humano pretende establecer los circuitos del cerebro humano en adultos sanos, utilizando métodos de avanzados de neuroimagen no invasiva, como son la obtención de imágenes de Resonancia Magnética por difusión (dmri)o Funcionales (fmri). Estas técnicas permiten obtener imágenes realmente espectaculares del cerebro funcionando en vivo Sitio oficial del proyecto Human Connectome Project: bout/project/ Proyecto del Cerebro Humano A principios del 2013, La Comunidad Europea lanzó una iniciativa similar denominada El Proyecto del Cerebro Humano (Human Brain Project), con un presupuesto inicial de 500 millones de Euros cuya meta es muy similar a la de la iniciativa BRAIN propuesta posteriormente por los norteamericanos. Sitio oficial del proyecto HBP: Ejercicio 1.a Leer y discutir en clase el artículo Lo que debes saber de la iniciativa Brain? y emitir una conclusión acerca de las repercusiones que las iniciativas ahí descritas tendrán en el ámbito del conocimiento teórico del cerebro y el impacto que esto puede tener en el futuro para el desarrollo de la Inteligencia Artificial en el transcurso de generaciones futuras. 4/02/lo-que-debes-saber-deiniciativa-brain Ver liga en la página de FB de la materia. 1-5 Gustavo León 2015

6 1.3.2 Limitaciones Tecnológicas Una vez que los conceptos teóricos se muestran sólidos, la siguiente etapa consiste en desarrollar mecanismos prácticos o modelos que físicamente lleven a cabo el trabajo inteligente en el mundo real. En muchos de los casos dichos modelos no pueden ser implementados ya sea porqué los dispositivos físicos no han sido desarrollados lo suficiente, porque las dimensiones en volumen los hacen imprácticos o simplemente su costo los hace prohibitivos para su implementación Limitaciones Éticas Este es el paradigma al que por lo general la humanidad se tiene que enfrentar cuando se encuentra en el parteaguas de ciencias emergentes tal y como ha sucedido con la Ingeniería Genética en épocas recientes (por citar un ejemplo actual). Se requiere romper con el status quo que mantiene las cosas como se han tenido por décadas, siglos o desde siempre. El género humano no acepta que pueda una entidad artificial igualar o en algunos casos superar lo que durante mucho tiempo fue su característica exclusiva que es la de razonar y emitir juicios basado en la comprensión y entendimiento de las situaciones cotidianas y no admite que baja ciertas circunstancias pueda verse rebasado por dichas entidades. Las generaciones de principios del siglo XXI tendrán que vencer el paradigma para verdaderamente generar una difusión de dicho concepto y tener un panorama más abierto y ampliamente aceptado de que una entidad artificial pueda desarrollar funciones cognoscitivas equivalentes a la del ser humano Pag 1-6 Gustavo León 2011

7 Ejercicio 1.b Formar equipos de trabajo según instrucciones del profesor y discutir las 3 limitaciones que conforman el paradigma de las máquinas. Limitaciones teóricas Limitaciones tecnológicas Limitaciones éticas Tiempo : 15 minutos para discusión en grupo 15 minutos para unificación de criterios en el grupo Pag 1-7 Gustavo León 2011