Inteligencia Artificial

Resumen

La inteligencia artificial es una ciencia con un amplio campo de estudio dedicado al estudio del cerebro humano y la inteligencia, con el fin de modelar matemáticamente diferente lógica y procesos que ayuden a facilitar y automatizar problemas en diferentes áreas de conocimiento. Sus aplicaciones son variadas y están presentes en muchos ámbitos en los que su modelo principal es el ser humano, y hay q tener en cuenta los diferentes problemas que se presentan.

Index Terms-Inteligencia artificial, aplicaciones de la in- teligencia artificial, problemas de la IA.

Introducción

El hombre ha tratado de explicar constantemente el pen- samiento humano, como el ser humano es capaz de percibir, entender, analizar y manipular un mundo completo de miste- rios. La inteligencia artificial intenta construir no solo com- prender una entidad inteligente [1].

La IA es una de las ciencias más recientes, se comenzó a estudiar poco después de la segunda guerra mundial, en

1956 se le dio su nombre [1]. La inteligencia artificial nace en este año de Dartmouth, en Hanover Estados Unidos en una reunión en la que participaron en lo que más tarde serían los investigadores principales del área, se redactó una propuesta en la que aparece por primera vez el término «inteligencia artificial» [7]. Sus campos todavía tiene muchos flecos por cerrar muchas cosas en que trabajar por lo cual podrían haber muchos Einstein trabajando a tiempo completo [1].

Según el profesor José Malpica la inteligencia artificial es la rama de las ciencias de la computación que estudia el soft- ware y hardware necesarios para simular el comportamiento y compresión de los humanos [5].

La IA tiene varios objetivos entre los cuales se pueden debatir y explicar la necesidad de crear máquinas con in- teligencia artificial que sean capaces de discernir, pensar y razonar en la forma en que los humanos los hacen, simulando sus sentimientos y que sean capaces de ser conscientes, de aquí surgen muchos y grandes problemas para definir la inteligencia de varias formas, analizando desde muchos puntos de vista, uno de los problemas que son difíciles de simular es la conciencia , una cualidad humana que hace que nos demos cuenta de nuestra existencia [5].

La inteligencia artificial, un área en la que comenzó tra- bajando Marvin Minsky en 1956, está muy ligada a la computación y a otras áreas del conocimiento informático, pretende tener la posibilidad de crear maquinas inteligentes y distingue dos tipos de inteligencia, natural y artificial [3].

Durante los principios de la IA, existió una gran expectativa alrededor de la misma con la intensión de un avance de una inteligencia artificial igual a la de las personas, consiguiendo una computadora capaz de sentir, razonar y ser cociente por su cuenta [5]. Debido a la tecnología que ya existía en esos tiempos de software y hardware, se pensó que sería muy fácil lograr esto, y expresar este fenómeno computacionalmente, esta corriente de investigación se conocería como IA fuerte, la IA había comenzado con objetivos muy ambiciosos, lo que en los años noventa tuvo un retroceso debido a que los resultados prácticos no avalaban con los teóricos, en muchos casos todas la ideas y objetivos se habían convertido en simples especulaciones [5]. Hoy en día se ha conseguido simular varias situaciones con el desarrollo de hardware y software, como la toma de decisiones en asuntos comerciales. En juegos de ajedrez que vecen a los humanos, entre otros problemas puntuales [5]. Sin embargo los científicos no han conseguido después de cincuenta años de IA, simular comportamientos que resulten sencillos para los humanos, como la intuición y la conciencia que todavía sigue sin avances, hoy en día se sigue debatiendo si es posible crear una computadora con razonamiento y conciencia [5].

¿Qué es la inteligencia artificial?

La inteligencia artificial puede tener varias formas de definirla, las más importantes son los procesos mentales y lo que se puede decir como la forma ideal de inteligencia el razonamiento [1]

«El objetivo de esta ciencia es construir modelos informáticos, capaces de tener comportamientos definidos como inteligentes, en los cuales trabajan ingenieros especialista en informática, neurociencias y ciencias de conducta» [3].

La inteligencia artificial puede tener varias formas de definirla, las más importantes son los procesos mentales, que aluden al comportamiento y lo que se puede decir como la forma ideal de inteligencia el razonamiento[1].

Sistemas que piensan como humanos: «El nuevo y excitante esfuerzo de hacer que los computadores piensen… máquinas con mentes en el más amplio sentido literal»(Haugeland, 1985)

«La automatización son actividades que vinculamos con procesos de pensamiento humano, actividades como la toma de decisiones, resolución de problemas, aprendizaje…»(Bellman, 1978)

Sistemas que piensan racionalmente: «El estudio de las facultades mentales mediante el uso de modelos computa- cionales» (Charniak y McDermott, 1985)

«El estudio de los cálculos que hacen posible percibir, razonar y actuar» (Winston, 1992)

Sistemas que actúan como humanos: «El arte de desar- rollar máqueinas con capacidad para realizar funciones que cuando son realizadas por personas requieren de inteligencia» (Kurzweil, 1990)

«El estudio de como logar que los computadores realicen tareas que, por el momento los humanos hacen mejor» (Rich y Knigh, 1991)

Sistemas que actúan racionalmente: «La inteligencia com- putacional es el estudio del diseño de agentes inteligentes» (Poole et al.. 1998)

«IA… está relacionada con conductas inteligentes en arte- factos»(Nilsson, 1998)

¿Cómo saber si una máquina es inteligente?

A. La prueba de Turing

Existe una prueba, la invento Alan turing para catalogar una máquina es inteligente o no, esta prueba evita grandes listas de cualidades y quizá controvertidas para definir si la máquina tiene inteligencia artificial [1].

la prueba de Turing se trata de un juego donde estarán dos personas y una máquina en habitaciones diferentes, una persona hará de juez, esta persona hará preguntas a los otros dos con la finalidad de reconocer al humano y a la máquina, sin saber cuál es cual y tan solo con etiquetas X, Y estarán comunicadas entre si vía mensajes. En caso de que el juez después de tener la conversación no sepa cuál es el humano y cual la máquina, está habrá pasado el test de Turing y se declarara inteligente [2].

Figure 1. Test de Turing.

B. La habitación china de J. Searle

Existe un experimento usado para rebatir la validez del test de Turing, se lo conoce como la habitación china fue propuesto por John Searle. El experimento trata de explicar que una máquina puede realizar actos inteligentes, pero al mismo tiempo la máquina no es consciente de su acto de inteligencia, es decir no es capaz de discernir o entender que está haciendo la máquina, solo sigue un algoritmo diseñado para tal función [4]. El experimento nos propone que una maquina interactúa con un chino siendo este su idioma natural y habla tal cual humano con el mismo haciéndole creer al chino que está es inteligente y pasando la prueba de turing, Searle propone, que imaginemos que se aísla dicha máquina de exterior, ahora la máquina no conoce del idioma pero tiene a su alcance diccionario e instructivos que le indicaran las reglas del idioma, de este modo y gracias a los manuales la computadora será capaz de hacer creer a la persona en el exterior que la misma sabe el idioma nativo, aunque nunca haya hablado o leído este idioma[4]. Searle Plantea las siguientes preguntas:

«¿Cómo puede responder si no entiende el idioma chino?

¿Acaso los instructivos saben chino?

¿Se puede considerar todo el sistema de la sala (diccionar- ios, máquina y sus respuestas) como, un sistema que entiende chino?»[4]

Entonces se realiza una operación o actividad sin entender

que se está haciendo siguiendo únicamente un algoritmo, del mismo la máquina sigue el mismo algoritmo o programa para el que fue diseñado sin entender nada [6]. En consecuencia este efecto, se queda tan solo en una simulación de lo que es la mente humana, como los símbolos que manipula no tienen significado para la máquina no se puede considerar realmente inteligente, por lo mucho que lo parezca [6].

C. Algoritmos

Dentro de la IA un algoritmo se define como un conjunto de reglas o procesos finitos y predeterminados, como objetivo obtener un resultado satisfactorio. Son operaciones lógicas que buscan obtener una salida o resultado a partir de una estimulación o entrada. Los algoritmos pueden ser aplicados de manera eficiente a innumerables áreas.[18]

Tipos de inteligencia artificial

A. Inteligencia artificial débil

Los partidarios de la IA débil estipulan que una máquina jamás podrá ser consciente y jamás podrá tener una inteligen- cia natural y su razonamiento puro, los partidarios de la inteligencia artificial débil se basan en que los ordenadores y máquinas únicamente pueden simular que razonan y actuar de forma inteligente [7].

B. Inteligencia artificial fuerte

La IA fuerte considera que un ordenador puede tener una mente y estados mentales, y por lo tanto se puede construir un ordenador que contenga todas las capacidades de una mente humana, siendo capaz de razonar, imaginar, crear, diseñar y entre muchas cosas más que por el momento son solo utopías [7].

Aplicaciones de la inteligencia artificial

A. Ramas de la inteligencia artificial.

Los sistemas de IA se pueden clasificar en tres categorías básicas: sistemas expertos (basado en conocimientos) y las her- ramientas empleadas en su construcción, sistemas de lenguaje natural y sistemas de percepción para visión, habla y tacto [15].

1) Los sistemas expertos: Son programas que usan pro- cesos de razonamiento, para resolver problemas en campos específicos del saber, ayudan a resolver problemas basados en conocimientos de humanos experimentales y habilidades [15]. Es decir son programas que ayudan a la solución de problemas que normalmente lo hacen expertos humanos[16].

2) Los sistemas de lenguaje natural: Estos sistemas com- prenden y se expresan en el lenguaje del ser humano, así dando su información en una lengua que cualquier persona pueda comprender sin necesidad de aprender un lenguaje de computadora, es usado muy comúnmente en base de datos [15].

3) Sistemas de percepción visual, audible y táctil.: Este es todavía uno de los campos más limitados con respecto a sus capacidades, son usados en cierta condiciones [15].

B. Sistemas neuronales artificiales (ANS)

Las redes neuronales aparecen con la finalidad de ayudarnos a solucionar problemas que con las máquinas convencionales son casi imposibles o muy tediosas de realizar, para solu- cionar este problema se tomaran varias características de la fisiología del cerebro como base para los nuevos modelos de procesamientos. Estas técnicas han recibido el nombre de Sistemas neuronales artificiales (ANS) o simplemente redes neuronales [10].

Las redes Neuronales son programas de la inteligencia artificial con la capacidad de simular funciones de aprendizaje del ser humano. Una red neuronal obtiene experiencia del análisis automático y sistemático de datos proporcionados para determinar reglas de comportamiento y así realizar predic- ciones de nuevos casos [9].

Neuronas y conexiones sinápticas. Cada neurona puede tener infinitas entras llamados dendritas y se tiene solo una salida existente, el axón, estas se pueden conectar entre sí mediante la sinapsis.

En este modelo se considera que una neurona puede ser representada por una unidad binaria [9].

Una de las principales características y una de las más im- portantes de las redes neuronales es el aprendizaje adaptativo, esta característica nos permite modificar constantemente con el fin de adaptarse a nuevas condiciones de trabajo [14].

C. La IA en la robótica.

La robótica es la ciencia multidisciplinaria encargada del diseño y creación de máquinas, una síntesis de la automática y la informática [17],[11]. La palabra robot fue usada por primera vez por Karel Capek usada en una de sus obras, proviene a partir de la palabra checa «Robota», que significa servidumbre o trabajo forzado[12].

Hoy en día el término robot se aplica a todos los ingenios mecánicos accionados y controlados electrónicamente, capaces de llevar a cabo descarga, accionamiento de máquinas her- ramienta, operaciones de ensamble y soldadura entre otras, este campo esta dirigido al desarrollo de las máquinas que sepan interactuar con el medio en el que desarrollan su actividad[17].

La inteligencia artificial entra en este campo con la finalidad de crear máquinas inteligentes capaces de realizar cálculos, pensar, razonar, elaborar juicios y tomar decisiones [12].

No solo eso también su interés se centra en los agentes inteligentes que manipulan el mundo físico, y un campo de gran interés es aplicar las ideas como planificación o visión artificial [16].

D. La vida artificial

La vida Artificial es «el estudio de los sistemas hechos por el hombre que exhiben los comportamientos característicos de los sistemas vivos naturales» de acuerdo con Christopher Langton[13].

La diferencia más importante entre estas dos ramas que se pueden llegar a confundir y es un debate muy intenso en los foros de ciencia entre los grandes científicos, es su objeto de estudio. La VA estudia la vida y explora la forma de abordar la síntesis o construcción de sistemas artificiales con propiedades exhibidas en los seres vivos, que los hace adecuados o mejorados para cierto tipo de trabajos o incluso en prótesis. En cambio la IA reduce su estudio y exploración a la inteligencia humana con el fin de simularlo en una máquina [8]. La relación entre la vida artificial y la inteligencia artificial está cada vez más cercana por lo que expertos predicen que un futuro convergerán, dado que la vida biológica y la inteligencia son mutuamente dependientes, la VA y la IA exhiben una

Codependencia [13].

Figure 2. Prótesis de una mano

E. La medicina

El gran avance de los medios informáticos durante los últimos años, muestra el papel fundamental de las computa- doras en la esfera médica, un simple ejemplo es la Ingeniería Biomédica.

El desarrollo de las diferentes técnicas de la IA aplicadas a la medicina, representan una novedosa perspectiva, que puede reducir costos, tiempo, los errores médicos, así como potenciar los recursos humanos en ramas médicas con mayores requerimientos. El desarrollo de estas áreas permitiría tener una asistencia apropiada al médico en la toma de decisiones, a los futuros profesionales durante su práctica y especial en el área de diagnóstico de enfermedades raras o dificiles de identificar[20].

Problemas de inteligencia artificial

Las experiencias de los seres humanos, son muy difíciles de traducir a un lenguaje simbólico o un lenguaje que una máquina puede interpretar e interactuar tal cual lo haría un ser humano, como por ejemplo el perfume de una flor, el sabor de una sopa, la textura de un tejido, entre otras los filósofos llaman a está experiencia como qualia, los qualia no se pueden describir, son experiencias únicas de los seres humanos. Para que una máquina empiece a parecer más a los humanos debe ser capaz de entender estos qualia, de darle una forma lógica- matemática, por lo que esta ciencia se encuentra frente a una muralla muy compleja y que quizás sea imposible de alcanzar [19].

Puede que la IA este más allá de nuestras capacidades o que sea solo cuestión de tiempo, los humanos han comparado siempre el cerebro con los avances en la tecnología y en la mecánica, un fuerte crítico de la IA, Humbert compara con una metáfora que los progresos hechos en el campo equivalen a un árbol queriendo alcanzar la luna, aún así nadie sabe si podrán resolver estos problemas planteados, la inteligencia artificial tiene un futuro incierto [19].

Conclusiones

La inteligencia artificial es una de las áreas que mayor trabajo tiene debido a que sus campos son muchos y todos tienen mucho que desarrollar e investigar. La inteligencia ar- tificial busca un modelo que tenga todas las cualidades y características de un ser humano, desde su capacidad para pensar, razonar y crear, como la capacidad para resolver problemas de la vida diaria, buscan una máquina capaz de ser humana, dependiendo de la corriente que sigan, sea la IA débil o la fuerte, inteligencia artificial débil mantiene la esencia del ser humano, alegando que las máquinas jamás podrán igualarlo, y buscan el desarrollo de la inteligencia artificial, tan solo como la solución a problemas en base a modelos del ser humano, IA fuerte en cambio busca en una máquina la recreación total del ser humano, pero es muy difícil y sigue siendo tan solo una utopía el hecho de alcanzar a una máquina capaz de tener sentimientos, de imaginar y discernir al igual que un ser humano, algunas personas piensan que esto no se lograra debido a la alta complejidad y experiencias imposibles de colocar en un código de lenguaje máquina como son las qualia. estos es un problema de gran debate entre los que defiende y critican la IA, pero se podría ver al ser humano ya como una máquina programa, como un ser definido y superior dentro del mundo de las máquinas, las teorías de la creación son muchas pero se puede plantear alguna forma que somos seres automatizados y creados con la capacidad de desarrollar miles de algoritmos que nos permiten ser y considerarnos seres inteligentes, un robot con inteligencia artificial, puesto podemos considerar que todo lo que hace nuestro cerebro es en base a impulsos eléctricos, la información receptada en el exterior por nuestros sentidos de visión, olfato, oído, tacto y sabor, que llegan a nuestro cerebro en forma de entrada y estimulación y es ahí donde se procesa, mediante las neuronas, que pasan información entre sí con el fin de ordenar a nuestro cuerpo una respuesta adecuada ante tal estimulo,

Considerando como una salida. Podemos considerar a nuestro Cerebro como una computadora integrada, con un procesador enorme y capaz de expandirse y adaptarse a las diferentes necesidades, este cerebro se encuentro dentro de un organismo mecánico, adaptado y diseñado para cumplir diferentes tareas que el mainbord o parte principal le asigne. Entonces somos una máquina o somos seres humanos, las posibilidades son infinitas con el avance de la ciencia y la misma tecnología sabremos si IA seguirá siendo una utopía o se convertirá en realidad.

Las aplicaciones actuales de la IA nos lleva a obtener un mundo automatizado, con el fin de agilitar los diferentes procesos y evitar errores humanos en cada uno de ellos, en la resolución de problemas y en hacer más fácil la vida de las personas.

References

[1] Stuart Russel, Peter Norvir, «Inteligencia artificial, Un Enfoque Mod- erno», Pearson Educación. S.A, Madrid, 2004

[2] Turing, A.M, «Computing machinery and intelligence», 1950, mind

43:433-460

[3] Barba, Arturo, «¿Sera posible crear inteligencia artificial?» editorial el sol, S.A de C.V, Reforma, aug 12, 2001.

[4] Penrose, Roger, «La nueva mente del emperador», Barcelona: Grijaldo

Mondari, 1991, pagina 42.

[5] Malpica Velasco, José Antonio. «Inteligencia Artificial y conciencia».

Profesor Titular en el departamento de matemáticas de la UAH, en el área de conocimiento Ingeniería Cartográfica, geodésica y fotogrametría.

[6] Searle, John. 1980a. «Minds, Brains and science». Behavioral and Brain

Sciences 3, 417-424.

[7] http://www.fgcsic.es/lychnos/es_es/articulos/inteligencia_artificial

[8] Lazhoz-Beltra. Rafael. «Bioinformática: Simulación, vida artificial e inteligencia artificial». Ediciones Díaz de Santos, S.A, Madrid 2004.

[9] García Fernández Luis. «Uso y aplicaciones de la inteligencia artificial».

La ciencia y el hombre Volumen XVII número 3. 2004.

[10] Freeman James, Skapura David. «Redes neuronales. Algoritmos, apli- caciones y técnicas de programación»

[11] J. Monsalve, A. Tematica, P. A. S. Sanchez , A. metodológico and L.

F. Aterhortua. «Inteligencia Artificial Aplicada a la robótica»

[12] Alvarez J. I. G. «Evolución y Futuro de la inteligencia Artificial Aplicada a la robótica»

[13] Moriello, Sergio Alejadro. «Agentes físicos autónomos ¿Pueden desar- rollar un comportamiento genuino?». Tesis de maestría. 2004. Maestría en ingeniería de sistema de información.

[14] Sotolongo, G.; Guzmán, María Victoria. «Aplicaciones de las redes

Neuronales, el caso de la bibliometría»

[15] Wendy B. Rauch-Hindin. «Aplicaciones de la inteligencia artificial en la actividad empresarial, la ciencia y la industria», 1985 Prentice-Hall, inc.

[16] Arroyo Menendez David. «Aplicaciones prácticas de la inteligencia artificial»

[17] Diaz David. «Inteligencia artificial, programación neuronal y otras hierbas.»

[18] De Oliveira Luis, Zampronha Edson. «El computacionalismo clásico y el modelo de una mente creativa en composión musical»

[19] Ferri Benedetti Fabrizio. «Los numerosos problemas de la inteligencia artificial». epsys anuario 2004.

[20] María del Carmen Expósito Gallador, Rafael Ávila Ávila. «Aplicaciones de la inteligencia artificial en la medicina: perspectivas y problemas.»

Autor:

Carlos Alejandro Zea Polo

Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca – Ecuador.