Fundamentos y Aplicaciones de la Inteligencia Artificial
¿Qué es la Inteligencia Artificial (IA)?
Definición de Inteligencia
La inteligencia es la facultad de la mente que permite aprender, entender, razonar, tomar decisiones y formarse una idea determinada de la realidad.
La Inteligencia Artificial (IA) es un área multidisciplinaria que, a través de ciencias como la computación, la matemática, la lógica y la filosofía, estudia la creación y diseño de sistemas capaces de resolver problemas cotidianos por sí mismos, utilizando como paradigma la inteligencia humana.
Orígenes y Fundamentos de la IA
Los Precursores de la Inteligencia Artificial
El origen inmediato del concepto y de los criterios de desarrollo de la IA se remonta a la intuición del matemático inglés Alan Turing. El apelativo «Inteligencia Artificial» se debe a John McCarthy, uno de los integrantes del «Grupo de Dartmouth», un grupo de investigadores que se reunió en 1956 en el Dartmouth College (Estados Unidos) para discutir la posibilidad de construir máquinas que no se limitaran a hacer cálculos prefijados, sino operaciones genuinamente «inteligentes».
La Cibernética y su Influencia
La cibernética es la ciencia que estudia los sistemas de comunicación y de regulación automática de los seres vivos y los aplica a sistemas electrónicos y mecánicos que se asemejan a ellos. El sector de las telecomunicaciones ha suscitado investigaciones profundas, tales como la teoría de la informatización y la cibernética, que sientan las bases de una teoría de la comunicación artificial.
Escuelas de Pensamiento en Inteligencia Artificial
La IA se divide en dos principales escuelas de pensamiento:
- La Inteligencia Artificial Convencional
- La Inteligencia Computacional
Inteligencia Artificial Convencional (IA Simbólico-Deductiva)
También conocida como IA simbólico-deductiva, esta escuela se basa en el análisis formal y estadístico del comportamiento humano ante diferentes problemas. Incluye enfoques como:
- Razonamiento basado en casos: Ayuda a tomar decisiones al resolver problemas concretos, requiriendo un buen funcionamiento.
- Sistemas expertos: Infieren una solución a través del conocimiento previo del contexto en que se aplica y el uso de reglas o relaciones específicas.
- Redes bayesianas: Proponen soluciones mediante inferencia probabilística.
- Inteligencia artificial basada en comportamientos: Esta inteligencia posee autonomía y puede autorregularse y controlarse para mejorar.
- Smart process management: Facilita la toma de decisiones complejas, proponiendo una solución a un determinado problema de manera similar a como lo haría un especialista en la actividad.
Inteligencia Artificial Simbólica y Lógica
El pensamiento detrás de la Inteligencia Artificial Convencional involucra mayormente métodos clasificados como de aprendizaje de las computadoras. Estos son estudiados por los programadores de dichos sistemas y se caracterizan por el análisis estadístico y formal del comportamiento de los seres humanos. Este análisis de comportamiento es lo que se conoce como la Inteligencia Artificial simbólica y lógica.
Inteligencia Computacional (IA Subsimbólica-Inductiva)
Artículo principal: Inteligencia computacional
La Inteligencia Computacional (también conocida como IA subsimbólica-inductiva) implica el desarrollo o aprendizaje interactivo (por ejemplo, modificaciones interactivas de los parámetros en sistemas conexionistas). El aprendizaje se realiza basándose en datos empíricos.
IA Pura: Hacia una Teoría General de la Inteligencia
El trabajo teórico en IA ha abierto por primera vez la posibilidad de teorizar sobre la inteligencia sin hacer necesariamente referencia a la inteligencia humana. Es decir, se ha propuesto la formulación de una teoría de la inteligencia «pura».
Áreas y Campos de Aplicación de la Inteligencia Artificial
IA en la Robótica
La rama de la robótica va de la mano con la inteligencia artificial, expresándola muy detalladamente y vinculándose habitualmente. Un robot es la representación más precisa de lo que es la inteligencia artificial.
IA en la Medicina
Esta ciencia tan importante ha incluido la inteligencia artificial en su campo, desarrollando máquinas que interpretan imágenes médicas, controlan unidades de cuidados intensivos, monitorean pacientes y realizan diagnósticos. Además, se han creado máquinas que diseñan prótesis y sistemas expertos que colaboran con los médicos en diversas actividades. Actualmente, se han desarrollado máquinas que detectan posibles enfermedades a mediano plazo en un paciente, permitiendo así prevenir muchas de ellas.
IA en la Educación
En el campo de la educación, la IA se ha hecho necesaria debido al gran volumen de trabajo que generan extensas cantidades de estudiantes. Se han implantado sistemas de gestión de estudiantes para reducir el estrés asociado, así como otros tipos de sistemas que pueden percibir las deficiencias de un estudiante y ayudar en su desenvolvimiento.
IA en el Entretenimiento
La inteligencia artificial en los videojuegos es cada vez más indispensable, tanto en consolas como en ordenadores, aunque los usuarios no la distingan fácilmente debido a que está muy implícita. La podemos ver reflejada en los famosos avatares.
IA en la Gestión de Información
Esta parte es fundamental, ya que la inteligencia artificial permite extraer información muy difícil de encontrar o que requiere mucho esfuerzo para conseguirla. Ejemplos de ello son los rastreos web, el filtrado de correos y la minería de datos.
IA en la Matemática
Aunque no se pueda ver a simple vista, todos esos sistemas que complementan el estudio de la materia forman parte de la inteligencia artificial.
IA en la Biología
En el ámbito de la biología, el uso de la inteligencia artificial es necesario debido a la complejidad de ciertos problemas que consumen mucho tiempo y dedicación. La inteligencia artificial ha logrado reducir esta problemática, aportando grandes avances como el análisis de ADN, la elaboración de modelos biológicos, el seguimiento del comportamiento de diversos organismos y el desarrollo de embriones, entre otros.
IA en la Gestión del Tráfico, Diseño Urbano y Arquitectura
Aquí, la inteligencia artificial ha realizado aportes como la colaboración para resolver los distintos problemas de diseño que presentan múltiples restricciones, así como para predecir el comportamiento de las personas en los nuevos entornos.
IA en el Ámbito Legal
La inteligencia artificial es capaz de crear sistemas para colaborar con los abogados, desde el asesoramiento jurídico hasta el desarrollo de aplicaciones de identificación de personas con solo rasgos similares, huellas o cualquier otro dato importante que permita reconocerlas con la mayor exactitud posible.
IA en Instituciones Militares
La inteligencia artificial desempeña un papel cada vez más importante, ya que de ella podría depender la integridad de una nación a través de todos sus mecanismos empleados con la total cobertura que requiere, desde armamento inteligente hasta simples sistemas expertos.
IA en la Exploración Espacial
Cuando hablamos del espacio, tendemos a relacionar inteligencia con robots. Esto se debe a que en los últimos años la NASA ha tenido la necesidad de realizar estudios más profundos en otras partes del Universo, mezclando ambos términos para conseguir información a través de máquinas razonables. Mayormente, se usan carros robots con cámaras y micrófonos que les permiten introducirse en lugares de difícil acceso, extrayendo los datos necesarios para el estudio requerido.
Tecnologías Fundamentales en Inteligencia Artificial
Procesamiento del Lenguaje Natural (PLN)
El Procesamiento del Lenguaje Natural (PLN) es un campo de las ciencias de la computación, la inteligencia artificial y la lingüística que estudia las interacciones entre las computadoras y el lenguaje humano. El PLN se ocupa de la formulación e investigación de mecanismos computacionalmente eficaces para la comunicación entre personas y máquinas por medio de lenguajes naturales. No trata la comunicación por medio de lenguajes naturales de una forma abstracta, sino de diseñar mecanismos para comunicarse que sean computacionalmente eficaces.
Reconocimiento del Habla y Síntesis de Voz
Tiene como objetivo permitir la comunicación hablada entre seres humanos y computadoras. El problema que se plantea en un sistema de este tipo es el de hacer cooperar un conjunto de informaciones que provienen de diversas fuentes de conocimiento (acústica, fonética, fonológica, léxica, sintáctica, semántica y pragmática), en presencia de ambigüedades, incertidumbres y errores inevitables, para llegar a obtener una interpretación aceptable del mensaje acústico recibido.
Procesamiento de Imágenes
Consiste en procesar señales, la mayoría de veces digitales (aunque también pueden ser analógicas u ópticas, como la captación de luz), y realizar con ellas operaciones para obtener como resultado una imagen mejorada que resulta más fácil de interpretar.
Robótica Inteligente
Al desarrollar un robot con inteligencia artificial, se debe tener cuidado con la autonomía. Es importante no vincular el hecho de que el robot interaccione con seres humanos a su grado de autonomía. Si la relación de los humanos con el robot es de tipo maestro-esclavo, y el papel de los humanos es dar órdenes y el del robot obedecerlas, entonces sí cabe hablar de una limitación de la autonomía del robot. Pero si la interacción de los humanos con el robot es de igual a igual, entonces su presencia no tiene por qué estar asociada a restricciones para que el robot pueda tomar sus propias decisiones.
Sistemas Expertos
Un sistema experto es un conjunto de programas que, sobre una base de conocimientos, posee información de uno o más expertos en un área específica. Se puede entender como una rama de la inteligencia artificial, donde el poder de resolución de un problema en un programa de computadora proviene del conocimiento de un dominio específico. Estos sistemas imitan las actividades de un humano para resolver problemas de distinta índole.
Glosario de Términos en Interacción de Voz y Comunicación
- Centro de llamadas (Call Center)
- Área donde agentes, asesores, supervisores o ejecutivos, especialmente entrenados, realizan y/o reciben llamadas hacia o desde el cliente externo.
- Sistema de Respuesta Interactiva de Voz (IVR)
- Marcador o discado asistido, progresivo o automático y predictivo, especialmente si se trata de un call center de salida.
- Reconocimiento de voz
- Disciplina de la inteligencia artificial cuyo objetivo es permitir la comunicación hablada entre seres humanos y computadoras.
- Síntesis de voz
- La producción artificial del habla.
- Sintetizador de voz
- El sistema computarizado usado para la síntesis de voz, también llamado computadora de habla o sintetizador de voz.
- TTS (Text-to-Speech)
- Sistema que convierte el lenguaje de texto normal en habla.
- Text to Voice (Conversión Texto-Voz)
- Generación de voz artificial por medios automáticos que simula el sonido producido por una persona al leer un texto cualquiera en voz alta.
- Dragon Dictation
- Aplicación de reconocimiento de voz fácil de usar.