Inteligencia Artificial

La IA (inteligencia artificial) es una simulación abstracta de un sistema nervioso biológico, se basa en la suposición de que el proceso del pensamiento humano puede ser mecanizado. De otra forma, es la simulación de inteligencia humana por parte de máquinas. Los procesos primarios que la configuran son:

• Aprendizaje. Adquieren información y reglas para su aplicación en el área en la cual trabajan.
• Razonamiento. Usando las reglas aprendidas llegan a conclusiones aproximadas o definitivas al problema expuesto.
• Autocorrección. Reconocen errores y modifican su conducta.

Neurona biológica:

Mediante sucesos electroquímicos (neurotransmisores) la neurona se estimula a través de las dendritas desde los botones sinápticos de otra neurona, cuando el núcleo alcanza una cierta carga se activa pasando una señal hacia el axón y a los botones sinápticos y de estos a otras neuronas. Una neurona por sí sola no pose inteligencia, la inteligencia radica en el número de conexiones entre ellas y se localiza en los botones sinápticos. La influencia que una neurona ejerce sobre las demás está en función de la distancia entre ellas, mayor influencia cuanto más cerca.

Para hacernos una idea sobre la cantidad de neuronas y conexiones en un cerebro humano: Puede tener ochenta mil millones de neuronas y cada neurona 7.000 conexiones sinápticas, en números redondos 560 billones de sinapsis. Con los números anteriores cualquiera que le guste la ciencia ficción debería replantearse las fechas para conseguir algo que piense como nosotros.

La teoría neuronal representa los principios fundamentales de la organización y función del sistema nervioso animal, las neuronas son las unidades anatómicas, fisiológicas, genéticas y metabólicas del sistema nervioso y Santiago Ramón y Cajal fue el científico que más datos aportó para su demostración y aceptación por la mayoría de la comunidad científica. Por ello se le considera el padre de la neurociencia moderna. En 1.887 demuestra que el sistema nervioso está compuesto por una red de neuronas ampliamente interconectadas entre sí.

Flujo de información eléctrica en la neurona biológica.

Ya dijimos que las neuronas responden a pequeños estímulos electroquímicos, para transmitir información producen variaciones rápidas de la diferencia de potencial eléctrico a través de las membranas neuronales, estas alteraciones de potencial se producen gracias a los canales iónicos. Los canales iónicos son aberturas de distintos tipos en la membrana en las cuales el equilibrio eléctrico favorece el movimiento de los iones.

Los canales iónicos:

• Conducen los iones a alta velocidad (hasta 100 millones de iones por segundo).
• Cada tipo de canal solo permite el paso de un ion o de unos pocos tipos de iones.
• La mayoría están regulados. Se abren y cierran en respuesta a diversos estímulos, eléctricos, químicos y/o mecánicos.

La neurona, en ausencia de actividad, tiene los iones separados a través de la membrana celular. Comparativamente tiene un exceso de cargas positivas en la parte externa y un exceso de cargas negativas en la parte interna. La separación de carga da lugar a una diferencia de potencial eléctrico denominado potencial de membrana que es la idea que subyace en las redes SNN. Las señales que llegan y salen de la neurona pueden transportarse a grandes distancias debido a la capacidad regenerativa de la señal que no se atenúa.

El primer modelo matemático basado en la transferencia eléctrica de las neuronas fue dado por Alan L.Hodgkin y Andrew Huxley en 1.949 a través de cuatro ecuaciones diferenciales

Todo tiene un tiempo pasado y el de la IA se basa en los trabajos dentro de la electromecánica sobre autómatas

Autómatas.

Un autómata es un instrumento o aparato que encierra dentro de sí el mecanismo que le imprime determinados movimientos (Diccionario de la lengua española). Algunos diseñadores de los primeros autómatas, aunque no son similares al concepto actual, son los creados por:

• Ctesibio de Alejandría construye relojes de agua. Siglo III ane.
• Al-Jazari construye la “Orquesta autómata”, que también funcionaba con agua. 1.206
• Jacques de Vaucanson construye “El flautista”, “El pato digestor” y otros. 1.738
• …

Inicialmente los intentos para conseguir y definir las líneas fundamentales de obtención de máquinas inteligentes estuvieron dirigidos al desarrollo de autómatas que replicasen funciones de los seres humanos. La primera toma de contacto de la ingeniería con el mundo de la inteligencia artificial fue a través de Leonardo Torres Quevedo. En 1.901 funda el laboratorio de Automática en la Universidad Politécnica de Madrid y sus publicaciones “Automática” y “El Aritmómetro electromecánico”, son la antesala de lo que hoy llamamos robots con funciones de realimentación. Torres Quevedo dice que son máquinas a las que considera “dotadas de vida”, con relación al medio en el que se encuentran. La explicación la encontramos en una de sus frases:

“Se necesita que los autómatas tengan discernimiento, que puedan en cada momento, teniendo en cuenta las impresiones que reciben, y también, a veces, las que han recibido anteriormente, ordenar la operación deseada. Es necesario que los autómatas imiten a los seres vivos, ejecutando sus actos con arreglo a las impresiones que reciban y adaptando su conducta a las circunstancias”.

Autómatas Celulares.

A partir de la década de 1.950 John Von Neumann trató de diseñar una máquina capaz de reproducirse. La idea de la auto-reproducción desencadenó lo que se denomina teoría de Autómatas Celulares, descrita en su libro “Theory of Self-reproducing Automata” de 1.966 . Estos autómatas no son inteligentes, sino que tratan de imitar procesos y comportamientos característicos de los seres vivos. Neumann se basó en los trabajos de Stanisław Ulam y Konrad Zuse de la década de 1.940.

Los autómatas celulares son modelos matemáticos que tienen dos componentes:

1. Un espacio celular o red de n celdas de estado finito, con un patrón de conexiones con otras celdas y condiciones de límite sí es finita.
2. Reglas de transición que definen los estados de cada celda.

Estos dos componentes juntos dan origen al concepto de vecindad, que se define como el conjunto de células que son adyacentes y tienen una posición relativa respecto a una dada. Hay dos definiciones de vecindad:

1. Von Neumann. Es una matriz unidimensional que incluye sólo a las celdas vertical y horizontalmente vecinas y no a las diagonales, cada celda tiene 4 vecinos.
2. Edward F. Moore. Es una matriz que incluye a todas las celdas de alrededor, tiene 8 vecinos

Además, todo autómata celular pose una configuración inicial a un estado en cada una de las células que lo componen. Un ejemplo muy conocido es el patrón geométrico que se corresponde con una figura fractal, el triángulo de Sierpinski

Evolución.

La IA en su evolución sigue dos tendencias:

• La convencional (simbólico-deductiva o escuela débil). Fue el modelo dominante de investigación desde mediados del siglo XX hasta finales del mismo. Utiliza el análisis del comportamiento humano ante diferentes problemas:
  • Razonamiento basado en casos

    

  • Sistemas Expertos
  • Redes Bayesianas
  • Inteligencia basada en comportamientos
• La computacional (sub-simbólica-inductiva o escuela fuerte).
  • Máquinas de Vectores de Soportes (Reconocimiento de patrones genéricos).
  • Redes Neuronales.
  • Modelos de Markov.
  • Lógica difusa, razonamiento bajo incertidumbre.
  • Computación Evolutiva (Algoritmos genéticos).

Decencia ética.

Algunas apreciaciones antes de meternos en harina: Desde este año (2.017), Google está colaborando con el “Pentágono de Estados Unidos” para perfeccionar la inteligencia artificial de sus sistemas dentro del proyecto “Maven”. Su colaboración se enfoca en utilizar la inteligencia artificial y el “machine learning” aprendizaje automático, para interpretar imágenes de vídeo con el objetivo de “mejorar la orientación de los ataques por drones”. Esta no es la única experiencia en utilizar la inteligencia artificial para acciones de control sobre la población, control por no decir destrucción, existen otros muchos más proyectos y no somos conscientes de los errores que pueden cometer. En 1.984 “Terminator” avanzaba al gran público lo qué podía ocurrir, y seguimos sin aprender.

Afortunadamente algunos personajes bien conocidos están avisando de lo que nos puede pasar, curiosamente uno de ellos es Bill Gates. Stephen Hawkins también avisaba y decía, “La humanidad está en riesgo y muchos de esos peligros los hemos creado nosotros mismos”. Elon Musk fundó en 2.015 “OPENAI”, fundación para la creación de una inteligencia artificial “amigable”, en sus palabras:

“…garantizar que la inteligencia artificial, es decir, sistemas altamente autónomos que superan a los humanos en el trabajo económico más valioso, beneficie a toda la humanidad”.

en febrero de este año (2.018), han publicado junto con otras entidades “Preparing for Malicious Uses of AI”, (Preparación para los usos maliciosos de la IA) de lectura altamente recomendable.

Desde un punto de vista positivo y cercano a la sociedad, nos debemos fijar en Japón, la interpretación que hacen de la IA es completamente distinta a la de EE.UU. y otros, la sociedad japonesa tiene interiorizado que la IA está al servicio del humano, los distintos humanoides que han presentado al público así lo indican y el resto de autómatas están dedicados a facilitar la vida cotidiana. Por ejemplo, los exoesqueletos como los que aparece en las películas de Alien, están incorporados desde hace años en distintas líneas de suministro apoyando a los trabajadores con más edad en el levantamiento y transporte de cargas pesadas. La sociedad japonesa considera a los autómatas como entes integrados en la sociedad, como un compañero/a que convive en armonía, se pueden ver en los geriátricos, en cementerios automatizados junto con los monjes y sus rezos.

Es doloroso tener una revolución económica y social tan cerca de nuestras manos y dejarla escapar. El corazón de la IA es programación computacional, software que lo puedes realizar con un computador en casa, en el parque, donde quieras y puedas. ¿Es tan difícil que los políticos que hablan español no se den cuenta de las oportunidades que se están desperdiciando?, el capital humano está disponible, los medios tecnológicos no son tan caros, quizás lo menos accesible sean los dispositivos que “visten” a los autómatas, vale, estos los podemos comprar ó al revés, vendámosles el software.

Recursos para la Inteligencia Artificial.