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¿Qué es la IA?

Elementos básicos de la inteligencia artificial


En términos sencillos, la inteligencia artificial (IA) es una rama de la informática que busca crear sistemas capaces de realizar tareas que normalmente requerirían de la inteligencia humana. Estas tareas pueden variar desde el reconocimiento de patrones y la toma de decisiones hasta la comprensión del lenguaje natural y la resolución de problemas complejos. Pero, ¿por qué debería importarle esto al profesorado? La IA no es solo una tecnología emergente en campos como la medicina o la ingeniería; también está transformando la educación, ofreciendo nuevas herramientas y métodos para mejorar la enseñanza y el aprendizaje. Por lo tanto, comprender los fundamentos de la IA puede ser un recurso muy valioso para cualquier docente.

Inteligencia Artificial
Elaboración propia con Bing Chat (CC BY-SA)

Cómo funciona la IA

La inteligencia artificial funciona mediante algoritmos que procesan datos para identificar patrones y tomar decisiones. A diferencia de la mente humana, la IA no «piensa» sino que sigue instrucciones matemáticas. Por ejemplo, al entrenar una IA en reconocimiento de imágenes, se le muestran miles de imágenes etiquetadas para que aprenda a clasificarlas. Sin embargo, mientras nosotros podemos reflexionar sobre lo aprendido, la IA simplemente ajusta sus algoritmos para mejorar su precisión en tareas específicas. La calidad de los datos con los que se entrena es muy importante; datos malos o insuficientes pueden llevar a errores o prejuicios en sus decisiones. Así, la IA es una herramienta poderosa pero limitada, que depende de la información proporcionada por los humanos para funcionar correctamente.

El aprendizaje de la inteligencia artificial (IA) se fundamenta en el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo, siendo ambos esenciales para entender cómo las máquinas pueden mejorar su rendimiento a través de los datos. El aprendizaje automático permite a las máquinas aprender de los datos y mejorar sus predicciones o decisiones sin ser explícitamente programadas para cada tarea. Dentro del aprendizaje automático, el aprendizaje profundo representa una técnica más avanzada que utiliza redes neuronales artificiales con múltiples capas para aprender de grandes volúmenes de datos.

El aprendizaje automático se puede emplear en tareas que requieren análisis o predicciones basadas en datos conocidos, utilizando tanto pequeñas como grandes cantidades de datos. Por su parte, el aprendizaje profundo es especialmente efectivo en el manejo de grandes volúmenes de datos y es capaz de identificar patrones complejos que pueden ser difíciles de discernir para los humanos o mediante técnicas de aprendizaje automático más simples. Esto lo hace ideal para aplicaciones como el reconocimiento de imágenes, el procesamiento del lenguaje natural y la generación de recomendaciones personalizadas, entre otros.

Una distinción clave entre ambos métodos es que el aprendizaje automático generalmente requiere que los datos estén estructurados y etiquetados de manera que el algoritmo pueda aprender de ellos. En cambio, el aprendizaje profundo puede aprender características y patrones directamente de los datos sin necesidad de etiquetado manual, lo cual lo hace más autónomo y eficiente en tareas complejas.

El aprendizaje profundo también requiere una mayor potencia de cálculo y una mayor cantidad de datos para entrenarse efectivamente en comparación con el aprendizaje automático tradicional. Esto se debe a la complejidad de las redes neuronales profundas y a la cantidad de cálculos necesarios para ajustar sus parámetros. Sin embargo, las redes de aprendizaje profundo tienen la ventaja de poder realizar tareas más complejas y ofrecer resultados más precisos a medida que procesan y aprenden de más datos.

Debemos tener en cuenta (véase más adelante la sección: Los límites de la IA) que los modelos generadores de texto pueden cometer errores en cuanto a los datos que proporcionan en sus respuestas, ya que su función principal no es actuar como base de datos, sino mantener conversaciones coherentes. Por lo que no debe usarse la IA como fuente principal de información y debe siempre contrastarse los datos que nos proporciona.

    Un algoritmo es un conjunto de instrucciones detalladas paso a paso diseñado para realizar una tarea o resolver un problema específico.

    Tipos de inteligencia artificial

    La IA se clasifica de diversos modos según la complejidad de sus funciones, los métodos que utiliza para procesar información y tomar decisiones, las técnicas de aprendizaje automático que emplea, la transparencia en su funcionamiento, y los diferentes sistemas que la componen. Además, podemos categorizar la IA según el tipo de resultado o tarea que realiza, lo cual nos ayuda a comprender mejor cómo se aplican estas tecnologías en distintas áreas y sectores. 

    Metáfora visual sobre los tipos de IA
    Elaboración propia con ChatGPT 4. Metáfora visual sobre los tipos de IA (CC BY-SA)



    IA según nivel de complejidad

    La IA se puede categorizar según su nivel de capacidad para imitar la inteligencia humana, desde tareas simples hasta potencialmente superar las habilidades humanas.

    • IA débil: son máquinas que solo pueden hacer tareas simples y específicas que se les ha programado. Por ejemplo, un programa que ayuda a los docentes a calificar exámenes de opción múltiple automáticamente.
    • IA fuerte o inteligencia artificial general (AGI) es el objetivo de crear máquinas que puedan igualar la inteligencia humana en cualquier tarea, pero aún no existe. En el contexto educativo, una IA fuerte podría adaptarse a diferentes estilos de aprendizaje, materias y niveles de habilidad, ofreciendo una enseñanza personalizada..
    • IA superinteligente: es el concepto hipotético de crear máquinas más inteligentes que los humanos en todo, algo que no se ha logrado. En la educación, una IA superinteligente podría teóricamente desarrollar nuevas metodologías de enseñanza y resolver problemas educativos complejos de manera más eficiente que cualquier humano.

    IA según métodos

    La IA se puede categorizar según los métodos que utiliza para representar la inteligencia y tomar decisiones.

    • Basada en reglas: usa reglas definidas por humanos para tomar decisiones. Por ejemplo, podría tratarse de un sistema que asigna automáticamente a los alumnos a diferentes grupos según su rendimiento académico o necesidades educativas especiales.
    • Basada en aprendizaje automático: las máquinas aprenden de los datos que se les proporcionan. Un ejemplo aplicable a la educación podría ser un sistema que evalúa la efectividad de diferentes métodos de enseñanza basándose en el rendimiento de los alumnos en pruebas y tareas.
    • Simbólica: emplea reglas lógicas en lugar de estadísticas para representar conocimiento. En la educación, un sistema experto podría utilizar el razonamiento lógico para identificar las áreas en las que un alumno necesita más apoyo y sugerir estrategias de intervención específicas.

    IA según técnicas de aprendizaje

    Existen distintas técnicas de aprendizaje automático que se pueden aplicar en IA.

    • Aprendizaje supervisado: se entrena la máquina con muchos ejemplos etiquetados. Por ejemplo, identificar objetos en imágenes.
    • Aprendizaje no supervisado: la máquina debe encontrar patrones por sí misma en datos no etiquetados. Por ejemplo, segmentar clientes según sus hábitos de compra.
    • Aprendizaje profundo: utiliza redes neuronales artificiales complejas, inspiradas en el cerebro. Por ejemplo, reconocimiento facial o de voz.
    • Aprendizaje por refuerzo: la máquina aprende probando distintas acciones para maximizar una recompensa. Por ejemplo, jugar al ajedrez.

    IA según transparencia

    Se distingue entre IA transparente o explicable, frente a IA de caja negra, cuyo razonamiento es difícil de interpretar.

    • Explicable: se pueden entender las razones detrás de las decisiones de la máquina. Por ejemplo, en un diagnóstico médico.
    • Caja negra: es difícil interpretar cómo la máquina llega a sus resultados. Por ejemplo, en redes neuronales muy complejas.

    IA según tipos de sistemas

    Existen distintos tipos de sistemas para crear inteligencia artificial.

    • Sistemas expertos: imitan el conocimiento de humanos expertos sobre un tema para resolver problemas. Por ejemplo, diagnóstico de enfermedades.
    • Redes neuronales: modelos informáticos inspirados en la conexión entre neuronas, de ahí su nombre. Por ejemplo, reconocimiento de imágenes. 
    • Agentes inteligentes: máquinas que perciben su entorno y actúan de forma autónoma para cumplir sus objetivos. Por ejemplo, un robot explorador.
    • Algoritmos genéticos: imitan la evolución natural para resolver problemas de optimización. Por ejemplo, en logística.

    IA según resultados

    La IA se puede categorizar según el tipo de resultado o tarea que realiza.

    • Predictiva: hace pronósticos sobre sucesos futuros. Por ejemplo, predecir la demanda energética.
    • Prescriptiva: recomienda acciones óptimas en una situación determinada. Por ejemplo, crear planes de inversión financiera.
    • Descriptiva: identifica y describe patrones en los datos. Por ejemplo, descubrir grupos de clientes con comportamientos similares.

      Un algoritmo es un conjunto de instrucciones detalladas paso a paso diseñado para realizar una tarea o resolver un problema específico.

      Creado con eXeLearning (Ventana nueva)