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LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL, UNA INTRODUCCIÓN Ing. Dulfredo Villca Lázaro Av. Donoso Tórrez No. 110 – Villa. Armonía - La Paz, Bolivia Cel.: 702 20593 / Tel.: 591-6637645 (Tarija-Bolivia) RESUMEN El presente, constituye un artículo en el que se realiza una descripción de las principales características de la IA, abarcando su definición, fundamentos, técnicas, las áreas de investigación de que se conforma y un esbozo de sus perspectivas actuales y futuras. En los años recientes un nuevo campo se ha abierto paso: el de la Inteligencia Artificial (IA) [AUB86]. Pese a que esta disciplina es relativamente nueva1, a través de ella ha sido posible la construcción de diversos productos trascendentales y sorprendentes [RUS96], que se han hecho patentes en la vida cotidiana del hombre, tales como los robots, los sistemas expertos, los juegos electrónicos, etc. [AUB86]. Sus esfuerzos están encaminados no sólo a la construcción de entidades inteligentes, sino también a su comprensión. Esta característica que permite aprender más del ser humano, aunado al hecho de que las máquinas dotadas de inteligencia así desarrolladas son útiles e interesantes por sí mismas, son algunas de las razones de su estudio [RUS96]. El problema de la IA es uno de los de mayor complejidad, y puede expresarse a través de las interrogantes: (1) ¿Cómo es posible que un diminuto y tardo cerebro, biológico o electrónico, sea capaz de percibir, comprender, predecir y manipular un mundo significativamente mayor y más complejo? 1 Formalmente se inicia en 1956 cuando se forjó el término en la que se conoció como la Primera Conferencia sobre Inteligencia Artificial, celebrada en el Dartmouth College (Hanover, New Hampshire, EE.UU.) y organizada por Marvin Minsky, John McCarthy, Nathaniel Rochester y Claude Shannon [RUS96] [MIS88] [CAS99] [BEN90]. (2) ¿Cómo es posible crearlo con base en esas propiedades? [RUS96] El tema de estudio de la IA, en términos genéricos, contempla aquellas actividades del hombre para las que se desconoce de antemano algún método convencional con el que puedan ser abordados. Tal característica, la diferencia de la Informática propiamente dicha: mientras ésta última se ocupa del tratamiento de la información, la IA lo hace cuando esto no es posible a través de un método simple (el convencional algorítmico). Asimismo, frecuentemente los problemas con que se topa se refieren a obtener el mayor provecho posible de un conjunto de acciones, con el objeto de lograr un fin específico. La invención del ordenador2 ha permitido acelerar el desarrollo de la IA, al convertirse, ciertamente, como producto de los esfuerzos de investigación en este nuevo campo por encontrar un fundamento teórico aplicable al concepto de la inteligencia, en un método extraordinario que permite estudiar en qué consiste. Como consecuencia de ello, se ha procedido a examinar nuevas formas de raciocinio, a estudiar los móviles para considerar inteligencia a esta manera de obrar. También, esto ha posibilitado conocer con mayor profundidad las analogías existentes entre cerebro humano y computadora, lo que ha 2 Desde que fue descubierta, se creyó que la computadora llegaría a contar con facultades intelectuales similares, e incluso superiores, a las del ser humano [AUB86]. 2 redundado en beneficio del rendimiento de éstas últimas. [AUB86] A.1. ¿QUÉ ES LA IA? Diversos autores han formulado diferentes definiciones de IA, y que, sin embargo, pueden ser agrupadas en cuatro categorías distinguibles. En la Tabla 1., se presenta algunas de estas concepciones, las que divergen en dos dimensiones principales: las de la parte superior, se enfocan en procesos mentales y el razonamiento, en tanto que las de la inferior, se refieren a la conducta; asimismo, las de la izquierda, cuantifican la condición deseable en cuanto a eficiencia humana, y las de la derecha, lo hacen acorde con un concepto de inteligencia ideal, conocido como racionalidad. A.1.1. Enfoque del Modelo Cognoscitivo: Pensar como humano Pretende emular el razonamiento en las máquinas a través del entendimiento de cómo piensan los seres humanos. Este enfoque se compone de modelos computacionales de IA y técnicas experimentales de psicología, con el propósito de construir teorías precisas y contrastables de cómo funciona la mente humana. Tabla 1. Algunas definiciones de IA agrupadas por categorías. ¿Qué es la IA? La interesante actividad de conseguir que las computadoras piensen, máquinas dotadas de entendimiento, en un amplio sentido literal (Haugeland, 1985.) La automatización de tareas que se relacionan con procesos de pensamiento, tales como: toma de decisiones, resolución de problemas, aprendizaje, etc. (Bellman, 1978.) El estudio de las facultades mentales a través de modelos computacionales (Charniak y McDermott, 1985.) La reproducción, por medio del análisis circunscrito del comportamiento humano, de la percepción, la comprensión y decisión, realizada, eventualmente, en una máquina: el ordenador (Aubert y Schomberg, 1986.) El estudio de los cálculos que hacen posible la percepción, el razonamiento y la acción (Winston, 1992.) El arte de construir máquinas dotadas de capacidad para realizar funciones, que efectuadas por personas necesitan de inteligencia (Kurzweil, 1990.) El estudio de cómo conseguir que las máquinas efectúen tareas que, por ahora, son mejor realizadas por los seres humanos (Rich y Knight, 1994.) Una disciplina que se centra en la explicación e imitación de la conducta inteligente en función de procesos computacionales (Schalkoff, 1990.) La rama computacional que tiene por objeto la automatización de la conducta inteligente (Luger y Stubblefield, 1993.) Sistemas que piensan como humanos Sistemas que piensan racionalmente Sistemas que actúan como humanos Sistemas que actúan racionalmente Fuente: Elaborado con base en [RUS96] [AUB86] [RIC94]. 3 A.1.2. Enfoque de las Leyes del Pensamiento: Pensar racionalmente Tiene por objeto la creación de sistemas inteligentes fundamentadas en la lógica (o manera correcta de pensar), la que emplea para describir problemas del “mundo real” y darles solución (si la admitiesen); esto es, el desarrollo de sistemas de razonamiento computacional que realizan inferencias correctas. Este enfoque logicista de la IA presenta dos inconvenientes: (1) Dificultad para expresar, en los términos formales de la notación lógica, conocimiento informal, más aún, si el mismo no es certero al cien por cien. (2) Existencia de una marcada diferencia entre resolver un problema “en principio” y hacerlo realmente en la práctica. A.1.3. Enfoque de la Prueba de Turing: Actuar como humano Se fundamenta en la definición operativa de inteligencia expresada en la denominada Prueba de Turing 3. En este experimento se define una conducta inteligente, como la capacidad de conseguir eficiencia equiparable a la humana en las actividades de tipo cognoscitivo, lo suficiente como para engañar a un examinador. No se han realizado grandes esfuerzos para aprobar la Prueba de Turing. La forma de desarrollar las representaciones y de razonar en qué se fundan estos sistemas, pueden seguir o no un modelo humano. A.1.4. Enfoque del Agente Racional: Actuar racionalmente Este enfoque tiene por objeto el estudio y la creación de agentes4 que actúan racionalmente, o sea, de 3 Alan Turing [TUR50], en 1950, propuso una prueba para investigar si una máquina o computadora es inteligente. Escuetamente, esta experiencia consistía en que un operador humano aislado interrogase a una computadoraa través de una terminal; si al final del interrogatorio, el examinador no podía determinar que quién le contestó era una máquina o una persona, la prueba se consideraba aprobada y la máquina con cierto grado de inteligencia. Para superar la Prueba de Turing así formulada, es necesario que la computadora posea capacidades de: procesamiento de lenguaje natural, representación del conocimiento, razonamiento automático y autoaprendizaje. Si a éstas, se suman la visión de computadora y la capacidad de desplazar objetos (Robótica), la máquina ha vencido la denominada Prueba Total de Turing. [RUS96] [ANG86] 4 En el estudio, salvo previa aclaración, se adopta la noción que Russell y Norving [RUS96] asocian a este término, y que concibe como agente a todo aquello capaz de percibir su entorno a través de sensores y de responder o actuar, en dicho ambiente, por medio de efectores. Internamente se compone de un programa de agente o función que le forma que se consigan los objetivos deseados sobre la base de ciertas suposiciones. Presenta dos ventajas con respecto a las otras concepciones de IA: (1) Mayor generalidad que el Enfoque de las Leyes del Pensamiento; en el sentido de que realizar inferencias lógicas es tan sólo un mecanismo para asegurar la racionalidad, mas no es uno indefectible. (2) Mayor compatibilidad con la forma en que se ha desarrollado el avance científico que los enfoques cimentados en la conducta o pensamiento humanos; ya que se define con claridad lo que constituirá la norma de racionalidad cuya aplicación es general, en tanto que la conducta humana se adapta convenientemente en un entorno particular, y se debe, en parte, a un proceso evolutivo complejo y desconocido en su mayoría. Sin embargo, debe considerarse que lograr la racionalidad perfecta en las máquinas -realizar siempre lo correcto- no siempre es posible en situaciones complejas, debido al excesivo cómputo que conllevan. En el desarrollo de la IA se han adoptado los enfoques descritos. Lógicamente, existen posiciones encontradas entre los basados en los humanos y los centrados en la racionalidad. El enfocado en la conducta humana constituye una ciencia empírica que involucra el uso de hipótesis y su confrontación a través de experimentos, en tanto que el racionalista fusiona matemáticas e ingeniería. Sean cual fuesen las diferencias que existiesen entre ellas, cabe destacar que todas han realizado valiosas aportaciones. [RUS96] A.2. FUNDAMENTOS DE LA IA A pesar de que la IA como tal es reciente, diversas disciplinas desde tiempos que se remontan a la antigüedad han contribuido -con sus concepciones, enfoques y técnicas- a su establecimiento, entre las que destacan: permite la transición de las percepciones a las acciones y que se ejecuta en un tipo de dispositivo de cómputo o arquitectura. A excepción de especificación, se utiliza, a lo largo del presente trabajo, indistintamente los términos agente y entidad. 4 I. Filosofía (de 428 a. C. al presente). A lo largo de su vasta historia, de ella han derivado diferentes teorías del razonamiento y del aprendizaje, al mismo tiempo de la concepción de la mente como el mero funcionamiento de un sistema físico. II. Matemáticas (aproximadamente del año 800 al presente). Su aporte se plasma en las teorías formales, que de esta disciplina surgieron, relativas a la lógica, probabilidad, toma de decisiones y computación. III. Psicología (de 1879 al presente). Proporciona herramientas que hacen posible la investigación de la mente humana, al igual que un lenguaje científico que permite expresar las teorías que se van descubriendo. IV. Ingeniería Computacional (de 1940 al presente). Dotó a la IA de las herramientas: computadora y software (sistemas operativos, lenguajes de programación y otros elementos requeridos para elaborar programas modernos), que posibilitan que sea una realidad. V. Lingüística (de 1957 al presente). Otorga teorías relativas a la estructura y significado del lenguaje (además de haber orientado los trabajos iniciales de representación del conocimiento). La lingüística moderna y la IA, dieron origen al campo que se conoce como lingüística computacional o procesamiento de lenguaje natural, que se ocupa del problema de la utilización del lenguaje. Debe tenerse presente que, sobre todo en un principio, estas aportaciones a las que se hace referencia no estuvieron directamente orientados a la IA, sino que surgieron y se reconoció su valía a medida que se forjaba el concepto. [RUS96] A.3. ¿QUÉ ES UNA TÉCNICA DE IA? Los problemas que aborda esta disciplina, normalmente complicados, son encarados por lo que se conoce como Técnica de IA5. Definirla con precisión, resulta difícil y tal vez no sea posible hacerlo. Sin 5 Aunque es posible resolver problemas de IA sin emplear sus técnicas, normalmente estas respuestas son inferiores a las que se obtendrían usándolas [RIC94]. embargo, puede esbozarse lo qué es, a fin de clarificar su concepto. Una técnica de IA constituye un método que emplea conocimiento, tal que: (1) Represente generalizaciones. (2) Es entendido por los agentes (personas) que lo proveen. (3) Es susceptible de modificar fácilmente, para enmendar errores y caracterizar los cambios en el mundo y en la visión que se tenga del mismo. (4) Es factible de emplearse en diversas situaciones, incluso si no es plenamente preciso o completo. (5) Es posible su uso para contribuir a superar su mismo volumen, coadyuvando a la disminución de todas las posibilidades que usualmente deben considerarse. Tres de las técnicas más importantes de la IA, son: I. Búsqueda. Proporciona un método de resolución de problemas, que no tienen una forma de solución inmediata y superior a él, en el que se integran algunas técnicas directas existentes. II. Uso del Conocimiento. Brinda un método de solución de problemas complejos aprovechando las estructuras de los elementos implicados. III. Abstracción. Suministra un procedimiento para separar los aspectos o variaciones relevantes de otros fútiles, que sólo entorpecen el proceso de solución. Las técnicas de IA no son de aplicación exclusiva en situaciones propias de este campo, sino que también pueden utilizarse para resolver otros problemas, algunos de los cuales no incluidos como típicamente pertenecientes a esta disciplina, lo que, al parecer, es especialmente apropiado cuando tienen características similares a las cuestiones que ocupan a la IA [RIC94]. En particular, la resolución de un problema por medio de técnicas de IA requiere que el mismo presente determinadas características: 5 (1) Debe comprenderse el sistema de representación con el que se plantea el problema. (2) Representado y almacenado los conocimientos disponibles, deben existir procedimientos de búsqueda de la solución. (3) Debe ser posible demostrar la correctitud de la solución y su viabilidad de obtenerse en un tiempo razonable [ANG86]. La construcción de sistemas que resuelven problemas específicos empleando técnicas de IA, comprende la realización de las siguientes acciones: 1. Definir el problema con Precisión. Proceso que incluye la especificación detallada de la o las situaciones iniciales de las que se parten, y de la o las finales que se aceptarían como solución. 2. Analizar el problema. Con el objeto de identificar sus características más importantes, las que pueden influir significativamente en la utilidad de las diferentes técnicas de solución para el problema. 3. Concentrar y representar el conocimiento requerido para la solución del problema. 4. Seleccionar la(s) mejor(es) técnica(s)de solución y aplicarla(s) al problema específico. [RIC94] A.4. ÁREAS DE INVESTIGACIÓN EN IA Actualmente, existe una cantidad considerable de áreas de investigación, con sus correspondientes aplicaciones, de las que hay asentimiento sobre su pertenencia a la IA. Estos subcampos, van desde ámbitos de propósito general: tales como la percepción, el razonamiento lógico y el sentido común; hasta tareas específicas: como ser el ajedrez, la demostración de teoremas matemáticos, la poesía, el diagnóstico de enfermedades y la generación de extractos.6 En la Tabla 2., se presenta una compilación de algunos de los problemas más relevantes que los especialistas integran en el término genérico de IA. En cierto modo, la gran mayoría de las áreas de investigación de la IA están vinculadas con la extensión de las aptitudes humanas. Diversidad de estas tecnologías que caen bajo el radio de acción de la IA, dista considerablemente de competir con seres humano o aun con animales: v.g., es conocido el limitado éxito del que sólo son capaces de alcanzar los sistemas de ordenador diseñados para ver imágenes, oír sonidos y entender el lenguaje, así como la carencia de sentido común de las computadoras. No obstante, en áreas de la IA que razonan con el conocimiento en un dominio acotado, los programas no únicamente pueden acercarse a la actuación humana, sino que en ocasiones la superan: v.g., este el caso de algunos programas expertos en ajedrez que existen en la actualidad, al igual que el de ciertos sistemas expertos que se usan cotidianamente en cualquier esfera de la industria o la administración. Es justamente en estos dominios, que requieren exclusivamente un conocimiento experto sin la asistencia del sentido común, donde hace algunos años se ha iniciado el progreso de la IA como una disciplina práctica, en contraposición a una netamente investigativa, y que durante la década de los 80 ha propiciado su conversión en una industria con aplicaciones de utilidad real. Hoy en día, es infinito el campo de potenciales aplicaciones que se hace patente a la IA, lo que ha contribuido al continuo crecimiento del interés por esta disciplina y por el desarrollo de sistemas comerciales de potencia y economía cada vez mayor. En la Tabla 3., se resume algunas de las formas en que la IA puede coadyuvar a resolver problemas del mundo real relacionados con determinadas actividades humanas. 6 Estas materias, objetos de escudriñamiento, surgieron a medida que avanzaban las investigaciones. El éxito o el fracaso experimentado, en algunos casos, fue un factor decisivo para que ciertas áreas se desarrollen con mayor énfasis, otras lo hiciesen más lentamente o incluso para que algunas quedasen truncas. [RIC94] 6 Tabla 2. Algunas Áreas de Investigación de la IA Tecnologías IA Resolución General de Problemas o Paradigmas de Resolución de Problemas Representación del Conocimiento Razonamiento o Deducción, o Demostración Automática o Lógica Informática Razonamiento Estricto Razonamiento Incierto Autoaprendizaje de Máquina Conceptuación Cognoscitiva Planificación Automática y Soporte de Decisiones Control automático Tareas de la vida diaria Percepción Visión Artificial o por ordenador (ver) División en procesos parciales apropiados Determinación de las formas de representación para resultados intermedios y finales Visión Artificial o por ordenador (ver) Identificación y utilización de regularidades físicas Identificación, representación y utilización de los conocimientos derivados de la experiencia Reconocimiento de Patrones (pattern recognition) 7 Tabla 2. (Continuación) Tareas de la vida diaria Percepción Tratamiento de Imágenes (picture processing) Procesamiento del Habla (oir) Reconocimiento del Habla Síntesis del Habla Lingüística Computacional o Procesamiento del Lenguaje Natural Comprensión del Lenguaje Natural Análisis Sintáctico Conocimiento general de trasfondo Análisis Semántico Conocimientos específicos de un determinado sector Lingüística Computacional o Procesamiento del Lenguaje Natural Generación del Lenguaje Natural Análisis Semántico Conocimiento referido al texto Análisis Pragmático Modelos de Markov Ocultos Traducción Automática Semántica Computacional Sistemas de Tipificación Semántica de Composición de Rasgos o Categorías Sistemas de Tipificación Semántica de Asignación a una Categoría Robótica * (Desplazarse) Sentido Común (commonsense reasoning) Tareas Formales Juegos Ajedrez 8 Tabla 2. (Continuación) Tareas Formales Juegos Damas Backgammon Go Othello 8-puzzle Laberinto Rompecabezas Criptografía, etc. Matemáticas Geometría Lógica Cálculo Integral Demostración de las propiedades de los programas Demostración de Teoremas, etc. Tareas de Expertos: Sistemas Expertos Redes de Autoproceso Procesamiento Numérico Sistemas Asociativos Sistemas Distribuidos Redes Subsimbólicas Redes Neuronales Procesamiento Simbólico Automatización de Fábricas Automatización de Oficinas 9 Tabla 2. (Continuación) Ingeniería del Software Diseño de Entornos de Programación Inteligentes Programación Automática o Desarrollo de Software Enseñanza Inteligente Asistida por Ordenador usando Técnicas de IA Bases de Datos Inteligentes Diseño de Agentes Inmersos en Entornos Reales Sujetos a Entradas Sensoriales Continuas Diseño del Agente Total * Frecuentemente se caracteriza a la robótica como un subcampo de la IA dedicado a las tareas motrices y perceptuales: un robot es un agente artificial, activo, de ambiente el mundo físico (Russell y Norving, 1996.). Asimismo, bien podría incluirse a la IA como un área de la robótica que trabaja con el conocimiento: la robótica es la conexión inteligente entre la percepción y la acción (Brady, 1985.); un robot es algo sorprendentemente animado (Grossman, 1979.). Tales definiciones de trascendencia mudable distinguen exactamente la labor real de ambas disciplinas: mientras la IA propende a enfocarse exclusivamente en las actividades humanas, la robótica se encamina a generar comportamientos físicos animados. Empero, muchos problemas convergen en la confluencia de ambos campos y sólo combinado sus técnicas será posible el diseño de robots inteligentes que operen en el mundo: v.g., el reelaborar algoritmos básicos de IA considerando las dificultades que involucra tratar con el mundo físico, o el fundamental razonar respecto de objetivos y planes, génesis de la capacidad de inteligencia y resolución de problemas de los robots, para trazar percepciones acerca de las acciones adecuadas. Suele ser más ilustrativo concebir a los programas de IA y a los robots como instrumentos para acrecentar las habi lidades humanas, que como agentes independientes y autónomos. [HIL89] [RIC94] [FU88] Fuente: Elaborado con base en (L. Valverde, P. García y L. Godó) [MOM87] [FU88] [WIN91] [ART86] [BEN90] [NEB88] [DOL88] [ANG86] [SEL93] [LÓP89] [RIC88] [RIC94] [MIS88] [RUS96] [CUE86] [AUB86] 10 Tabla 3. Algunas Posibles Aplicaciones de Tecnologías IA en el Progreso de Diferentes Campos de la Humanidad. Campo de la Humanidad Posibles Aplicaciones de la IA 1. Gestión Empresarial - Indicación de estrategias financieras a seguir. - Proporción de información acerca del estado del mercado. - Resumen de Noticias (generación de extractos). - Asignación de tareas a las personas competentes. - Planificación de recursos humanos. - Corrección y supresión de errores de documentos. 2. Ingeniería - Verificación de reglas de diseño o normas de fabricación. - Formulación de diferentes alternativas en los proyectos. - Proposición de nuevos productos y actuaciones.3. Producción* - Dotación de flexibilidad de actuación a los robots. - Mejoramiento de las tareas de montaje, inspección y mantenimiento. - Automatización integral del proceso productivo. 4. Agricultura - Control del cultivo y de la evolución de la cosecha. - Indicación de tratamientos y actuaciones en el desarrollo de frutos y cereales. - Perfeccionamiento de las máquinas de manipuleo de la tierra y cosechas, y de la destinada a la ganadería. 5. Minería - Asistencia en trabajos humanos en condiciones arriesgadas. 6. Medicina - Cooperación en el diagnóstico médico. - Encauzamiento en la aplicación de tratamientos. - Potenciación del instrumental médico. 7. Programación Automática - Verificación de programas. - Reducción del proceso de creación automática de programas de computadora. 8. Búsqueda de Información - Contribución a la localización en enormes bancos de datos de la información más apropiada para cada aplicación. 11 Tabla 3 (Continuación) Campo de la Humanidad Posibles Aplicaciones de la IA 9. Resolución de Problemas en Áreas Específicas - Construcción de sistemas expertos aplicables a dominios de Medicina: Diagnósticos de enfermedades infecciosas bacterianas; Gestión de crisis: Ayuda en la aparición de productos químicos peligrosos en desagües; Ingeniería: Mantenimiento y búsqueda de fallos en locomotoras; Comunicaciones: Análisis de protocolos de mantenimiento en redes de conexión telefónica; Matemáticas: Manipulación de formulas (integración simbólica, solución numérica de sistemas de ecuaciones); Química: Análisis de productos químicos; Biología: Planificación de experimentos genéticos; Psicología: Modelado de fenómenos mentales humanos; Management: Asesoramiento sobre revelación de información comercial secreta; Jurisprudencia: Transformación de nuevas disposiciones fiscales en normas algorítmicas; Producción Industrial: Apoyo a los operadores en el control y supervisión de instalaciones industriales; Geometría: Problemas de analogía geométrica; Física Nuclear: Control de centrales nucleares; Bases de Datos: Diseño e Implementación de bases de datos; Técnica de Computadoras: Elaboración de pedidos de nuevos sistemas de computación; Enseñanza: Adquisición de conocimientos por enseñanza oral y modelos para estudiantes; Geología: Exploración minera; Electrónica: Perfeccionamiento de las representaciones y dimensiones microscópica de los chips de circuitos integrados; Ámbito Militar: Realización de batallas aéreas tácticas para combatir objetos volantes enemigos, etc. 10. Percepción y Recono- cimiento de Formas - Coadyuvación al análisis de escenas y al reconocimiento de objetos en puntos inaccesibles o dificultosos. - Exploraciones del cuerpo humano y planetarias e investigaciones oceanográficas y de satélites artificiales. - Acomodamiento de sensores visuales en máquinas y robots. - Sistemas reconocedores de lenguaje natural hablado o escrito. 11. Enseñanza - Facilitación del estudio y análisis de los yerros de los alumnos a fin de encaminarles en su formación. Campo de la Humanidad Posibles Aplicaciones de la IA 12. Comunicación Utilizando el Lenguaje Natural - Gestión de la comunicación hombre-máquina, en diferentes esferas, por medio del lenguaje hablado o escrito. 13. Hogar - Secundación en tareas domésticas: limpieza, lavado, cocina, mantenimiento, etc. 14. Juegos - Desarrollo de juegos más potentes y atractivos cada vez, para el deleite de las personas. * La inclusión de la IA en entornos industriales y productivos implica: (1) concepción de nuevos productos con soluciones, de no ser imposibles, difícilmente alcanzables con técnicas usuales, (2) excepcional potenciación de las prestaciones de los productos que tengan incorporadas técnicas de IA, y (3) potencial obtención de alto rendimiento económico, producto del mesurado número de expertos en IA (ocasionalmente designados como Ingenieros de Conocimiento) y que sobreviene, también, en una exigua cantidad de realizaciones. [ANG86] Fuente: Elaborado con base en [ANG86] [ROL90] [HAU85] [HIL95] (L. Valverde, P. García y L. Godó) [SEL93] [MOM87] [MIS88] [DOL88] [RIC88] [CUE86] [RIC94] [RUS96] [WIN91] [AUB86] [NEB88] [FU88] [ART86] [BEN90] 12 Un mejor entendimiento de los problemas y de su complejidad, unida a una mayor suficiencia en el manipuleo matemático, han propiciado la practicabilidad de agendas de investigación y de robustos métodos. Los investigadores, probablemente motivados por los adelantos alcanzados en la resolución de los subproblemas de la IA, han retomado sus inquisiciones respecto del problema del “agente total” o desarrollo de un agente inteligente completo y de propósito general; al igual que se ocupan de la cuestión propulsada por el denominado movimiento “situado”, referida a la elucidación del funcionamiento de agentes sumidos en entornos reales y expuestos a entradas sensoriales continuas. En esta empresa, se han ido consiguiendo resultados muy interesantes, incluido la consciencia del requerimiento de una reestructuración, en algún modo, de los subcampos de la IA, marcadamente apartados en antaño, con base en la posibilidad de conjuntar sus logros en un solo diseño de agente. A pesar de no estar muy lejanos los años en que los avances trascendentales en IA, no sobrepasaban la esfera de los laboratorios de investigación, se advierte cada vez más el impacto que este enfoque ha venido produciendo en la vida ordinaria de las personas. Las investigaciones actuales en IA tienden a la construcción a partir de teorías preexistentes más que a la formulación de otras completamente novedosas, a la fundamentación en rigurosos teoremas o en firme evidencia experimental más que en la intuición, a la comprobación de la conveniencia de las aplicaciones en la realidad más que en ejemplos de significativa simplicidad. No debe sorprender que científicos de otras áreas incursionen paulatinamente en la IA, dado que ella posee herramientas y vocabulario que facilitan la sistematización y automatización de su trabajo intelectual. Recíprocamente, investigadores de IA tienen la opción de utilizar su metodología en cualquier ámbito relacionado con quehaceres del intelecto humano, y en tal sentido, la IA es un campo universal. [FU88] [ANG86] [RIC94] [RUS96] [MIS88] [NEB88] A.5. PRESENTE Y FUTURO DE LA IA La creación (diseño) de entidades inteligentes, que junto con el modelado de la mente humana son los principales objetivos de la IA, depende de las percepciones y acciones de que éste dispone, de las metas que debe alcanzar y del entorno en que se desenvuelve. Estos diseños de agentes inteligentes, van desde aquellos que responden como actos reflejos ante determinadas situaciones, hasta los que lo hacen después de una completa deliberación o agentes basados en el conocimiento. Sus partes componentes, son también diversas y responden a diferentes concretizaciones, como ser de tipo lógico, probabilista o neuronal. En áreas como los juegos, inferencia lógica y demostración de teoremas, planificación y diagnóstico médico, existen sistemas que fundamentados en principios teóricos, logran un rendimiento igual o superior que el de los expertos humanos. En otras, como la del aprendizaje, percepción visual, robótica y comprensión del lenguaje natural, se están obteniendo rápidos avances en el desempeño gracias a la utilización de superiores métodos analíticos y una mejor comprensión de los problemas involucrados. Por medio de la investigación asociada a estos campos, se conseguirán mayores capacidades en los mismos. No obstante los progresos alcanzados, debe reconocerse que todavía no se dispone de las herramientas necesarias para construir un agente total en IA. Sin embargo, a través del análisis de los sistemas actuales y de la forma como pueden ampliarse, se abre la posibilidad de distinguirinterrogantes para investigación cuya solución permitirá aproximarse a este tipo de entidades. En contraste con otros enfoques, se ha propuesto como tarea formal de la investigación en IA, la obtención de entidades que actúen racionalmente con optimización acotada 7, o sea, agentes que se comporten lo mejor posible en función a los recursos de cómputo de que disponen. Continuar con las investigaciones en IA posee propulsores y contradictores, quienes fundamentan su posición en los beneficios y/o perjuicios que previsiblemente tal desarrollo acarrearía, y en alegatos respecto a la viabilidad, o no, de la tesis de agentes inteligentes artificiales con facultades intelectuales similares al hombre u homo sapiens, así como en los profundos problemas filosóficos con que ello rozaría. Históricamente, para mucha gente es simplemente una utopía los dispositivos con capacidad de razonamiento, en especial si incluyeren los sentimientos característicos de los seres humanos. Otros argumentos en esta línea, se fundamentan en las intrínsecas creatividad y emociones humanas. Del mismo modo, las religiones, las normas éticas y morales, las jurídicas, entre otras cuestiones, objetan considerables escollos, en sus criterios insalvables, 7 Entre las razones para plantear a la optimización acotada como la tarea formal de la investigación en IA, se tienen: (1) esta labor esta bien definida, y (2) es factible de realizarse. En cambio, otros esquemas de racionalidad (deseable en los agentes) para determinados entornos, entre otras posibilidades, resultan inviables: (a) por el cómputo excesivo que implican (como ocurre, en ocasiones, con la racionalidad perfecta o actuar en todo momento de forma de maximizar la utilidad esperada, fundamentado en la información del entorno), o (b) porque la conducta real que demuestran las entidades es considerablemente irracional (como sucede, ocasionalmente, con la racionalidad de cálculo o actuar como habría sido racional al inicio de la deliberación, a priori). [RUS96] 13 al mero presagio de máquinas pensantes. Pero, desafortunadamente, la cardinal argumentación a que se recurre para descartar la factibilidad de máquinas con raciocinio, se plasma en la expresión: ¡Cómo van a pensar las máquinas! Eso es imposible. Al contrario de lo que propugna la corriente opositora a la prosecución de las indagaciones en IA, gradualmente va formando cuerpo la posibilidad de que en un futuro no muy remoto haya máquinas con un comportamiento similar al humano, no sólo al tiempo de razonar, sino también, cuando se trata de entender el lenguaje natural e interpretar el mundo circundante. Una prueba de que las máquinas se asemejan cada vez más al ser humano son los últimos avances alcanzados en robótica, los que pueden tomarse como un referencial del estado del arte en este campo. La robótica ha rebasado lo imaginable con el desarrollo de sistemas robots para la medicina y agentes artificiales con emociones similares a las de una persona, además de contar con otras reacciones ante determinadas acciones o palabras y de capacidades motoras.8 Con respecto a las potenciales implicaciones de la IA, desde un enfoque optimista, esta disciplina proyecta grandes perspectivas de mejoramiento de las circunstancias materiales en que se halla la vida humana. El que pueda mejorar la calidad de vida, es algo que aún no puede responderse. De hecho, se plantean las interrogantes: ¿La automatización inteligente posibilitará trabajar más satisfactoriamente y disfrutar de un tiempo libre más ameno? ¿O las presiones de competitividad en un mundo extremadamente acelerado, producirán mayor estrés? ¿Posibilitarán las máquinas inteligentes ampliar las capacidades individuales, o las de los gobiernos y empresas? ¿Será benéfico para los niños tener acceso directo a asesores inteligentes enciclopedias en línea multimedia y a la comunicación global, o en contraparte, accederán a juegos bélicos más realistas? Desde un punto de vista objetivo, las perspectivas se contemplan más positivas que negativas: si bien no se puede predecir con certeza lo que se puede esperar en el futuro de la IA, es claro que una computadora con inteligencia igual o superior a la humana, tendrá repercusiones muy 8 Ejemplos concretos de este tipo de máquinas son: Aibo 2000 o ELS 210 (un ciberperro producido por Sony, con sensores para buscar una pelota y jugar con ella, y con emociones de felicidad, enfado, sorpresa, tristeza, desagrado y miedo, además de incorporar un reloj y calendario); Asimo (un androide para el hogar desarrollado por Honda, que mide 1,20 m y pesa 43 K, capaz de subir gradas, caminar, saludar con la mano, bailar, prender la luz y abrir las puertas); SDR-3X (un humanoide también producido por Honda, que puede patear una pelota de fútbol, bailar, reconocer colores, equilibrarse sobre un pie y permanecer con las manos elevadas simultáneamente); TMSUK (por medio de la cual, es posible ver y comunicarse a distancia con otras personas de su alrededor); y una máquina con forma de pez, con capacidad de desplazamiento submarino. Para mayor información, refiérase a [AIB00] y [LOS00]. importantes en la vida del hombre y en la civilización. [ANG86] [SEL93] [RUS96] [AIB00] [LOS00] CONCLUSIÓN La IA, con independencia del uso que el hombre pueda dar a sus aplicaciones, es en sí misma un avance sobre lo ya existente, pues alberga la posibilidad de entidades artificiales con capacidades que hasta ahora únicamente se atribuían al hombre, pero que de concretarse incidirán significativamente en su devenir. REFERENCIAS AIB00 AIBO, LA segunda generación. En : Internacional, La Razón, La Paz : (13, Oct., 2000); p. 8C. ANG86 ANGULO, José Mª y del MORAL, Anselmo. Guía Fácil de la Inteligencia Artificial. Editorial Paraninfo, S.A., 1986, Madrid, España. 104 p. ART86 ARTECHE, José. Enciclopedia Práctica de la Informática Aplicada: Los lenguajes de la Inteligencia Artificial. No. 31. Ediciones Siglo Cultural, S.A., 1986, Madrid, España. 270 p. AUB86 AUBERT, Jean-Pascal y SCHOMBERG, Richard. Inteligencia Artificial. 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