Fundamentos de la Inteligencia Artificial

INTRODUCCIÓN

Para que la inteligencia artificial surgiera primero debieron surgir ideas básicas sobre el mundo que nos rodea y con esto aparecieron también varias ciencias como la filosofía, matemáticas, neurología y biología, literatura, economía y tecnología entre otras ciencias, que juntas ayudarían a que el concepto de inteligencia artificial fuera llevado a cabo de manera adecuada a lo largo de la Historia.

Precisamente es de eso de lo que se va a hablar en el siguiente artículo, de un poco de historia de las principales ciencias y autores muy reconocidos y otros no tanto que con sus teorías hicieron posible el aumento del conocimiento y abarcaron nuevos campos de la ciencia que se complementarían luego con la IA.

OBJETIVO

El objetivo del siguiente artículo es hacer un recuento de los procesos históricos que se dieron para conocer gran parte de las ciencias que ahora conocemos, mediante esto se logrará saber como las demás ciencias han ido brindando un aporte a los conceptos de la IA

MARCO TEÓRICO

Principales ciencias que marcan la Inteligencia Artificial

En el Gráfico 1 se muestran las principales ciencias que han ido formando parte de la IA y al complementarla se han logrado mejorar los conceptos de la misma.

Gráfico 1: Principales ciencias a lo largo de la Historia de la IA

A lo largo de este artículo se explicará cada una de estas ciencias con su respectiva historia y principales aportadores.

Filosofía (desde el año 428 a.C. hasta el presente)

" ¿Quién puede precisar lo que es filosofía?. Se puede definir lo que son Botánica, la Zoología, la Anatomía, etc. porque estudian objetos que se los puede precisar, catalogar, definir. Pero en contraste con la Filosofía es una disciplina saturada de valores y los altos valores como la libertad, la belleza, la justicia, son indefinibles. " (L. Murillo, 2006).

Etimológicamente hablando Filosofía proviene de vocablos griegos que al juntarlos significaría "amor a la sabiduría", en el mundo griego había que dar un nombre a los que con más ánimo de dedicaban a especular o investigar y fue entonces que se los llamó filósofos o amantes de saber pero según Luis Murillo en su libro Problemas Filosóficos publicado en el 2006 esta denominación de amor al saber era correcta en aquellos tiempos, mas no en los actuales, Ya que al hablar de sabiduría el hombre sabe muchas cosas sin haber reflexionado antes, por ejemplo: sabemos cuando tenemos sed, hambre, frio, etc. Incluso un animal sabe cosas similares.

Pero bueno, dejando de lado la discusión de años  sobre la filosofía es necesario saber quienes fueron los primeros que fueron denominados Filósofos y parte de sus pensamientos relevantes, es por esto, y con el ánimo de no hacer tediosa esta lectura que en el siguiente gráfico se presentan los principales sucesos de la filosofía y sus protagonistas a lo largo de la Historia.

Gráfico 2: Principales autores de conceptos que conforman la historia de la Filosofía.

Una vez entendido el gráfico 2 se puede entender que un conjunto de reglas pueden describir la parte racional de la mente y podemos considerar a la mente como un sistema físico, pero el problema con creer que la mente funciona de una manera puramente física esta en lo que se esta dejando de lado a la maniobra de libre albedrío, es decir que si  el sistema del pensamiento esta dado por las leyes físicas una piedra o cualquier objeto no vivo que existe físicamente decidiría qué hacer, como el concepto del libre albedrío es obviamente erróneo ya que una piedra no tiene la capacidad de decidir si moverse o no, Descartes defendió la idea del dualismo que indica que existe una parte de la mente que no tiene nada que ver con la naturaleza o  las leyes físicas.

Una alternativa del dualismo es el materialismo que indica que las operaciones que nuestro cerebro realiza teniendo en cuenta las leyes físicas constituyen la mente.

Luego de entender todo esto, se podría decir que la mente gestiona o administra los conocimientos con el fin de tener más conocimientos, pero ¿Cuál es la fuente de conocimientos?, después de plantear esta pregunta es donde nace la teoría de John Locke expuesta en el Gráfico 2, en donde dice que no hay nada en nuestra mente que sepamos, que antes no haya pasado por nuestros sentidos, fue con esta teoría que nació también la teoría de la inducción que afirma que los datos se consiguen por medio de la experiencia para luego llegar a hacer juicios generales. También surgió lo que se conoce como positivismo lógico que critica a algunas tesis filosóficas tradicionales como por ejemplo la metafísica y sostiene que el conocimiento se puede caracterizar por teorías lógicas relacionadas, es decir con sentencias de observación.

Otra de las teorias que explican como el conocimiento se obtiene a partir de la experiencia es la teoría de la confirmación.

Finalmente podría decirse que en la mente existe una gran relación entre el conocimiento y la acción.

Matemáticas (aproximadamente desde el año 800 al presente)

Algunas de las ideas más significativas de la Inteligencia Artificial la proporcionó la filosofía sin embargo para que la IA se convierta en ciencia se necesitaba a la matemáticas.

Las áreas principales en las que se enfocaba la matemáticas era la lógica, probabilidad y computación y a continuación al igual que con la filosofía el Gráfico 3 muestra los principales aportadores y sus tesis sobre la matemáticas enfocada a las 3 áreas anteriormente nombradas.

Gráfico 3: Principales autores de conceptos que conforman la historia de la Matemáticas.

Economía (desde el año 1776 hasta el presente)

Con el objetivo de que el hombre obtenga beneficios y aprenda a tomar decisiones buenas para la realización de estos, surgió la economía y en el Gráfico 3 muestra a los principales aportadores y sus tesis sobre la economía.

Gráfico 4: Principales autores de conceptos que conforman la historia de la Economía.

Según Smith la economía puede definirse como un conjunto de agentes que toman correctas decisiones para maximizar su beneficio monetario, de las decisiones es de donde surge la teoría de la decisión la cual se combina con la teoría de la probabilidad y de la utilidad, lo que describe la teoría de la decisión es la forma en la que basándose en las probabilidades de incertidumbre, una persona es capaz de tomar las decisiones correctas para alcanzar los máximos beneficios posibles, o al menos esto es enfocado a las grandes economías.

Pero para las pequeñas economías calza más el concepto de la teoría de los juegos  ya que la jugada de nuestro contrincante podría afectar nuestra jugada, es decir, desde esta teoría el economista no se enfocaría en tomar decisiones correctas con respecto a todo su entorno, si no mas bien en tomar decisiones de manera aleatoria es decir enfocándose hacia sus contrincantes.

Después de la segunda guerra mundial en donde se necesitaba tomar decisiones muy complejas surgió lo que se conoce como investigación operativa.

Neurociencia (desde el año 1861 hasta el presente).

" La Neurociencia es el estudio del sistema neurológico, y en especial del cerebro. La forma exacta en la que en un cerebro se genera el pensamiento es uno de los grandes misterios de la ciencia." (Russell, S. y Norvig, P. 2008).

A continuación y como he venido haciendo en las anteriores ciencias que conforman la IA el Gráfico 5 mostrará los autores de teorías que hicieron posibles el descubrimiento de la neurociencia.

                   

Gráfico 5: Principales autores de conceptos que conforman la historia de la Neurociencia.

Las investigaciones realizadas durante miles de años sobre el cerebro han dado a conocer que este esta directamente relacionado con los procesos del pensamiento humano ya que por ejemplo al recibir un fuerte golpe en la cabeza esto podría dejarnos disminuidos mentalmente, pero la teoría de que le cerebro fuera parte del al conciencia en realidad fue aceptada a mediados del siglo XVIII ya que antes se pensaba que la conciencia estaba relacionada con el corazón.

Aunque ahora se conozca que el cerebro esta conectado con la mayoría de las partes del cuerpo y es el encargado del correcto funcionamiento esto no siempre fue así, en la Imagen 1 se demuestra los primeros pasos para conocer que conforma nuestro cerebro.

Imagen 1: Componentes de una neurona

A pesar de que se haya descubierto mucho, aún existen cosas que no se han aclarado y otras que ni siquiera se han descubierto o planteado, como por ejemplo aun no se sabe por qué el cerebro se divide en partes las funciones, o por qué si el una parte del cerebro deja de funcionar de manera adecuada la otra parte se encarga de sus funciones, además no hay ninguna teoría que indique cómo se almacenan los recuerdos individuales a lo largo de nuestra vida.

Simplemente se puede concluir que en la neurociencia aún falta demasiado, lo cual imposibilita el progreso de la Inteligencia Artificial (IA) y es que hay 1000 veces mas neuronas en un cerebro humano que puertas lógicas en un CPU. (S, Russell. y P,Norvig. 2008).

Las neuronas de un cerebro humano están trabajando las 24 horas al día todos los días de nuestra vida, aún cuando el cerebro no funcione correctamente, existirán miles de neuronas que si, muy por el contrario un computador solo tiene una o varias CPU pero no miles, y aunque los circuitos que existen internamente en una máquina electrónica pueden realizar funciones muchísimo más rápido (1 nanosegundo) que un ser humano lo que significaría que las neuronas son más lentas, el cerebro es 100.000 veces más rápido en lo que sabe hacer, y según la ley de Moore quizá en el 2020 un CPU podría igualar los circuitos que la componen con el número de neuronas del cerebro humano.

Psicología (desde el año 1879 hasta el presente)

A finales del siglo XIX y después del desarrollo de la Filosofía y Fisionomía empezó a surgir la psicología la cual es una ciencia que estudia la conducta, los procesos mentales y los sentimientos.

En Estados Unidos la popularidad de la Psicología y su influencia fue notable desde 1920 hasta aproximadamente 1960.

  Gráfico 6: Principales autores de conceptos que conforman la historia de la Psicología.

" Si el organismo tiene en su cabeza «un modelo a pequeña escala» de la realidad externa y de todas sus posibles acciones, será capaz de probar diversas opciones, decidir cuál es la mejor, planificar su reacción ante posibles situaciones futuras antes de que éstas surjan, emplear lo aprendido de experiencias pasadas en situaciones presentes y futuras, y
en todo momento, reaccionar ante los imprevistos que acontezcan de manera satisfactoria, segura y más competente." (Craik, 1943).

La mayoría de las investigaciones a lo largo de la psicología fueron sobre el cerebro y los procesos cognitivos que se desarrollan y la conducta de los seres humanos cuando se le presentan distintas opciones a lo largo de su vida.

Ingeniería computacional (desde el año 1940 hasta el presente)

Cuando se planteó la pregunta de cómo se podría fabricar un computador eficiente fue cuando surgió la ingeniería computacional, y para que un pueda existir la inteligencia artificial dos componentes indispensables son la inteligencia y una máquina para que pueda obtener esta inteligencia, y los primeros computadores no fueron creados con el propósito de simular el pensamiento humano como se muestra en el Gráfico 7 en donde aparecen las primeras creaciones.

Gráfico 7: Principales autores de conceptos que conforman la historia de la Ingeniería Computacional.

Claro que antes de los inventos mencionados en el gráfico 7, se dieron otras invenciones enfocadas al cálculo,como por ejemplo en el siglo XVII se crearon las máquinas automáticas y en realidad la primera máquina programable fue en 1805 creada como un telar. Se plantearon también ideas aunque sus autores no llegaron a ejecutarlas, por ejemplo la Máquina de las diferencias y la Máquina analítica  ambas fueron creadas para cálculos aunque la segunda era mucho más compleja y ambiciosa y en esta máquina no terminada, Ada Lovelace, hija de Lord Byron y que fue la primer programadora escribió programas y especuló sobre si la máquina analítica podría jugar ajedrez y componer música.

Muchas cosas que ahora conocemos sin necesidad siquiera de ser informáticos es gracias a la IA, ya que la infinidad de ideas con las que la Inteligencia Artificial ha aportado  se ha logrado:

• Tener una interfaz gráfica y amigable.
• Generar el tiempo compartido.
• Tener Listas enlazadas.
• Administrar de manera automática la memoria.
• Conceptos de la POO entre otras programaciones.
• Computadores Personales.

La fuerza con la que ha ido evolucionando la ingeniería computacional es impresionante, hasta el punto en el que cada vez existen más dispositivos electrónicos capaces de resolver nuestras vidas como los Pdas , Tabletas, Smarthphones, Computadoras táctiles, etc, y como la potencia de los ordenadores se incrementa cada vez más, dentro de muy poco tiempo se necesitará ingeniería computacional entre otras novedosas tecnologías.

Teoría de control y cibernética (desde el año 1948 hasta el presente)

La cibernética es la ciencia que estudia los mecanismos de comunicación, regulación y control de sistemas complejos entre estos cabe recalcar a los sistemas informáticos.

En el gráfico 8 se muestran algunos de los autores que hacen posible la teoría de control y cibernética, con sus respectivos argumentos y aportaciones históricas.

Gráfico 7: Principales autores de conceptos que conforman la historia de la teoría de Control y Cibernética.

La invención del reloj de agua cambió totalmente el punto de vista de lo que las máquinas podrían hacer el cambiar la forma de hacer algo relacionado con el entorno, sólo podrían hacerlo los seres humanos sin embargo el reloj de agua cambió este esquema.

El control óptimo estocástico o la función óptima en concordancia con el tiempo va relacionada con la propuesta de la IA , es decir, hacer que los sistemas funcionen de forma óptima.

Lingüística (desde el año 1957 hasta el presente)

"La lingüística y la literatura comparten como objeto el estudio de las manifestaciones del lenguaje en tanto medio de representación y sistema de expresión" (PUCP, 2011).

En éste caso no se representará de manera gráfica los sucesos y autores que hicieron posible el concepto lingüística si no que más bien se explicará por medio de un resumen.

La obra Verbal Behavior escrita y publicada por B. F. Skinner en 1957 brinda una visión extensa y detallada,presentaba una gran visión sobre el enfoque conductista al aprendizaje del lenguaje,sin embargo esta obra hace que las personas se desinteresaran por el conductismo, entre esto surgen varias ideas por ejemplo: Cómo un niño puede formar oraciones sin nunca haberlas odio?

Aporte: Robots que aprenden a cocinar gracias a Youtube

Increíble, pero cierto. El centro de investigación australiano NICTA ha publicado su más reciente avance en la AAAI (Association for the Advancement of Artificial Intelligence), el cual explica que un robot puede mejorar mucho su capacidad de aprendizaje, incluso podrían aprender a cocinar, tal y como lo hacen las personas en la actualidad, a través de youtube, lo único que se necesitaría para conseguir esto, es que el robot vea el canal correcto de youtube y listo.

El trabajo de los investigadores esta basado en el aprendizaje profundo, siendo youtube el mentor, incluso se podría conseguir que el robot decida que podría preparar según lo que tiene al alcance de sus manos.

Imagen 2: Robot aprendiendo a cocinar

CONCLUSIÓN

Para que la inteligencia artificial tome la forma que tiene ahora, para lograr algún día que un ser humano cree una máquina a su imagen y semejanza, no es necesario tan sólo el deseo de crear una con estas propiedades, ni grandes investigaciones sólo en este campo, fue, es y seguirán siendo necesarias las otras ciencias que conllevan a estudiarnos tal y como somos mental y físicamente.

Sin filosofía no sabríamos nunca algunas de las teorías más indispensables sobre el sistema humano y lo que nos rodea, sin la lógica simplemente seríamos como cualquier otro animal, sin las matemáticas no desarrollaríamos capacidades mentales y  obviamente sin la economía no tendríamos con que sobrevivir y cómo aprender a tomar decisiones correctas, si no existiera la psicología y neurociencia, no sabríamos porque decidimos pensar de alguna manera o cómo funcionan nuestras neuronas. Obviamente sin el conocimiento computacional no se podrían automatizar tantas cosas que ahora conocemos, y en fin, como podemos ver TODO SE COMPLEMENTA.

Quizá los principales creadores de ciencias como la matemáticas, lógica, economía, etc, no crearon éstas en un principio con la idea de que fueran usadas por la inteligencia artificial, pero si sirven de mucha ayuda para que esta empieza a tener avances, porque ¿Cómo se supone que una computadora simularía ser un humano, si ni siquiera conocemos qué nos compone y cómo funcionamos?. 

Respondiendo a la pregunta planteada en la última línea, No se puede simular, lo que no se conoce, así de simple. 

BIBLIOGRAFÍA

Birchenall,L; Müller,O; Galindo, O. 2014. Métodos Experimentales de Estudio de la Percepción Temprana del Habla. Bogotá, CO. Revista Colombiana de Psicología. Vol 23. N° 1. p 73-94

Carrión, M. 2014. Resolución de anáforas que requieren conocimiento cultural con la herramienta Fungramkb.  Valencia, ES. Revista de Lingüística y lenguas aplicadas. Vol 9. p 1-13

Fernandez, J. 2006. Psicología. (En línea). EC. Consultado, 19 de oct. 2014. Formato PDF.Disponible.en: ftp://ftp.puce.edu.ec/Facultades/CienciasEducacion/ModalidadSemipresencial/Psicolog%C3%ADa%20General.Jos%C3%A9%20Luis%20Fernandez/UNIDAD%201/concepto%20e%20historia%20de%20%20la%20psicl.pdf

L, Murillo. 2006. Problemas filosóficos. Segunda Edición.2 ed. Ecuador. . p 1-10. 

PUCP( Pontifica Universidad Católica del Perú). 2011. Lingüística y Literatura. (En línea). PE. Consultado, 21 de oct.2014. Disponible en: http://facultad.pucp.edu.pe/letras-ciencias-humanas/linguistica-y-literatura/

Russell, S y Norvig, P. 2008. Inteligencia Artificial Un Enfoque Moderno. 2 ed. España. Pearson Education. p 34-47.

Sánchez, J. 2005. Introducción a la Filosofía. (En línea). CH. Consultado, 19 de oct. 2014. Formato PDF. Disponible en: http://elvelerodigital.com/apuntes/filosofia/jsc_filosofia.pdf 

Villareal, D. 2011.Positivismo lógico. (En línea). ME. Consultado, 19 de oct. 2014.  Formato PDF. Disponible en: http://www.dfists.ua.es/~gil/curso-de-filosofia-elemental.pdf