Inteligencia artificial E-Book

Ignasi Belda

• Herausgeber: RBA Libros
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Spanisch
• Veröffentlichungsjahr: 2019

Seitenzahl: 167

Beschreibung

El cerebro es el órgano más misterioso del cuerpo humano. A pesar de los avances más recientes en disciplinas como la biología molecular o las tecnologías de neuroimagen, todavía queda mucho camino por recorrer hasta desentrañar todos sus secretos. ¿Llegaremos algún día a descifrar los mecanismos de su estructura y funcionamiento? ¿Nos permitirá eso reparar sus defectos y potenciar nuestras capacidades? José Viosca, bioquímico y doctor en neurociencias, aborda el reto de cartografiar el cerebro y nos acerca un poco más a conocer nuestro órgano más complejo.

Leseprobe

© del texto: Ignasi Belda Reig, 2017.

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Michael L. Umbricht y Carl R. Friend/Wikimedia Commons: 87;

Universidad de Tubinga: 135a, 135c.

Infografías: Joan Pejoan.

Diseño de interior: Tactilestudio.

Diseño de la cubierta: Elsa Suárez Girard.

© RBA Coleccionables, S.A., 2017.

© de esta edición: RBA Libros, S.A., 2019.

Avda. Diagonal, 189 - 08018 Barcelona.

rbalibros.com

Primera edición: marzo de 2019.

Ref.: RPRA523

ISBN: 978-84-9187-385-3

Preimpresión: Editec.

Queda rigurosamente prohibida sin autorización por escrito

del editor cualquier forma de reproducción, distribución,

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Todos los derechos reservados.

Contenido

Introducción

La prehistoria de la inteligencia artificial

Con Turing se hizo la luz

El avance de la inteligencia artificial y las guerras

La inteligencia artificial en el presente

Big data en el día a día

Algunas disquisiciones desde la ética y la filosofía

Bibliografía

Introducción

¿Qué es la inteligencia artificial? Esta es la pregunta que, a lo largo del último siglo, matemáticos, ingenieros y filósofos han intentado contestar no sin un amplio debate. Desde ciertos sectores a menudo la cuestión se ha planteado de forma sesgada. Por ejemplo, Hollywood ha presentado reiteradamente conceptos muy alejados de la realidad presente, pasada y futura. Solo hace falta visionar la película 2001: Una odisea del espacio, dirigida por Stanley Kubrick y basada en la novela de Arthur C. Clarke de 1968, para comprobar que, más de una década después de ese 2001, la inteligencia artificial aún está lejos del imaginario popular que el filme contribuyó a crear.

La complejidad epistemológica de la pregunta se asemeja a la presentada por otras cuestiones similares como ¿qué es la inteligencia? o, incluso, ¿qué es la vida? De hecho, filósofos y biólogos aún no han consensuado una respuesta, que además de difícil está sometida al inevitable sesgo antropocéntrico. Cuando un humano tiene que definir qué son la vida o la inteligencia, es inevitable que su contestación se haga desde una óptica humana, la cual obvia otros tipos de vidas posibles u otros tipos de inteligencia.

A título de ejemplo, en psicología existen corrientes de pensamiento que defienden que la inteligencia humana está compuesta por una serie de inteligencias múltiples que se superponen, entre ellas la inteligencia lingüística, la lógico-matemática, la espacial, la musical, la corporal, la intrapersonal, etc. El balance de todas es lo que le confiere inteligencia al ser humano. Sin embargo, no está claro cuál es el balance óptimo entre ellas y ni siquiera cómo medirlas. ¿Podemos decir que la estrella del baloncesto Michael Jordan es más inteligente que el más célebre de los físicos, Albert Einstein? No hay duda de que uno posee una inteligencia corporal que supera con creces la del otro y viceversa en cuanto a inteligencia lógico-matemática, pero ¿quién es el más inteligente?

Si el debate de la inteligencia humana aún no está resuelto, podemos suponer que el de la inteligencia artificial todavía lo está menos. Pero para complicarlo todo un poco más, ¿qué pasa con las inteligencias colectivas de determinados tipos de colonias animales? Existen muchas cuestiones aún por solventar sobre las inteligencias colectivas que presentan las comunidades de hormigas o las bandadas de aves que migran cada año de forma perfectamente coordinada y con un gran sentido de la orientación.

Una de las muchas características cognitivas que distingue un computador de una mente humana es la gran capacidad de cálculo del primero en comparación con la segunda. Por ejemplo, un simple móvil actual tiene una potencia de cálculo de unos 25 GFLOPS, lo que vienen a ser unos 25.000 millones de operaciones (sumas, restas, multiplicaciones, etc.) en coma flotante, es decir, con decimales, por segundo. ¿Cuántas operaciones de este tipo puede hacer un humano por segundo? ¿Podemos decir que un móvil es por ello más inteligente que un humano? Obviamente no, pero tampoco podemos dejar que la perspectiva antropocéntrica nos determine la definición de la inteligencia. Y lo mismo pasa si hablamos de memoria. ¿Cuántos miles de billones de datos puede almacenar un computador doméstico actual? ¿Puede la mente humana almacenar una milésima parte de esos datos?

Otra característica clave en la definición de inteligencia es la autoconsciencia, aquella que nos permite ser sabedores de nuestra propia existencia. ¿Es la autoconsciencia el hecho que define a un ser inteligente? ¿Tienen las hormigas, poseedoras de una inteligencia colectiva, autoconsciencia? ¿Cómo podemos saber si un organismo o artefacto es autoconsciente? De hecho, un sistema con inteligencia artificial podría estar programado para responder «sí» ante la pregunta ¿eres tú autoconsciente?, con lo cual es imposible determinar si realmente un sistema es autoconsciente o está simplemente mintiendo. La autoconsciencia es, además, la capacidad de reconocerse a uno mismo y, por ende, de reconocer cada uno de los miembros del grupo como una individualidad. Con la autoconsciencia surgen sentimientos como la trascendencia, la compasión o el altruismo. Con la autoconsciencia las relaciones sociales se estrechan y se hacen más complejas. Mediante la adquisición de la consciencia del yo, el Homo sapiens, por primera vez, adquiere la habilidad de reconocer que es un individuo independiente y diferente de los otros. Aparece la capacidad de representarse mentalmente a uno mismo y todo esto permite que se asignen diferentes papeles a los miembros del grupo, haciendo posible el mantenimiento de los individuos más débiles. Finalmente, como consecuencia de todo ello, aparecen las creencias del más allá para soportar y explicar el concepto de la muerte y, por tanto, el desarrollo de las ideas religiosas y mágicas. En definitiva, la autoconsciencia es lo que nos hace humanos, pero ¿es un requisito sine qua non para ser inteligente? Desde un punto de vista antropocéntrico la respuesta debería ser afirmativa, pero ¿estaríamos en lo cierto?

Por otra parte, hay quien opina que la inteligencia se define mediante la creatividad. Un humano es un ser creativo pero no parece que un ordenador pueda serlo. Sin embargo, esta realidad está cambiando, y en la última década hemos visto programas de ordenador que componen piezas musicales o incluso pintan cuadros imitando el estilo de Van Gogh. ¿Son estos algoritmos inteligentes?

Quizá los tiros no vayan por la vía de la autoconsciencia, ni tampoco tengan que ver con la creatividad, la potencia de cálculo o la capacidad de almacenar datos, sino con la aptitud de percibir sensaciones, es decir, por el desarrollo de los sentidos y la capacidad de interrelacionar datos externos con una base de conocimiento y poder expresar unas conclusiones, de forma colectiva o individual. La psicología moderna defiende que el ser humano dispone de nueve sentidos, en contraposición a los cinco sentidos clásicos; estos son la vista, el olfato, el tacto, el gusto, el oído, la percepción térmica, el sentido del dolor fisiológico o nocicepción, el equilibrio y la propiocepción o sentido kinestésico.

La propiocepción es un sentido interesante, pues se relaciona con la autoconsciencia. Es la percepción del conocimiento del cuerpo y de la situación de sus diferentes partes, desde la punta del dedo del pie hasta la uña de cualquier dedo de las manos. Es más, si cogemos un destornillador para atornillar un mueble, nuestra propiocepción se extenderá hasta la punta de la herramienta. Lo mismo pasa al conducir un coche e intentar aparcarlo: la propiocepción se amplía a todos los límites del coche, de tal forma que podemos aparcarlo sin rozar con otros elementos externos. Un computador ¿puede tener propiocepción?, ¿puede tener autoconsciencia de todas sus teclas? La intuición nos dice que no, pero la experiencia nos demuestra que hoy en día existen muchos coches comerciales que se aparcan solos. ¿Acaso los ordenadores de a bordo están dotados de propiocepción?

Como la propia semántica indica, los sentidos están ahí porque tenemos sensores. Por ejemplo, el sentido del equilibrio se percibe desde un sensor orgánico llamado cóclea o caracol. Este, a través de un complejo sistema de canales, puede percibir la posición relativa del individuo con relación al centro de gravedad de la Tierra. Sin embargo, ¿cuántos sensores tiene un teléfono móvil convencional? Docenas, entre los cuales se hallan los sensores giroscópicos, que dotan de equilibrio al teléfono móvil y permiten rotar la orientación de la pantalla en función de la posición del aparato, sea apaisada o vertical.

Llegados a este punto queda claro que no existe aún una respuesta sencilla ante la pregunta ¿qué es la inteligencia? Y si dicha pregunta ya es de respuesta polémica y esquiva, en el presente libro daremos una nueva vuelta de tuerca e intentaremos responder a la pregunta ¿qué es la inteligencia artificial? Como veremos a lo largo de estas páginas, el célebre matemático y filósofo Alan Turing será una figura clave en el intento de dar una respuesta a la cuestión. Sin embargo, tenemos que reconocer que, a pesar de los grandes avances conceptuales introducidos por Turing, su visión era completamente antropocéntrica y, por tanto, en sus definiciones de inteligencia no entrarían las complejas colonias de insectos que usan su inteligencia colectiva para la planificación del futuro u otro tipo de inteligencias artificiales que la ciencia ficción no se cansa de relatarnos.

Hoy en día la inteligencia artificial nos rodea y está presente en todas las actividades diarias que realizamos. Uno de los mayores hitos tecnológicos resueltos por los ingenieros en inteligencia artificial ha sido conseguir que esta sea completamente transparente al usuario y que haya penetrado en nuestras vidas sin darnos cuenta.

En este libro veremos los fascinantes cambios que han ido modelando esta disciplina científica, evolucionando en tan solo unos años desde los inventos más rudimentarios hasta los sistemas capaces de controlar nuestras vidas. Explicaremos los inicios de dicha disciplina, sus figuras clave, sus hitos más notables y la manera en que se ha ido introduciendo en nuestra cotidianeidad hasta el punto de resultar inherente al modo de vida del hombre occidental actual. Quizá entonces, asimilado todo este conocimiento, tal vez podamos vislumbrar una respuesta a nuestras anteriores preguntas y conocernos un poco más, tanto a nosotros mismos como a nuestras compañeras inseparables: las máquinas.

La prehistoria de la inteligencia artificial

Aunque parezca inverosímil, las raíces de la inteligencia artificial y, por ende, de las ciencias de la computación, son tan profundas que se remontan a la antigua Grecia. Cerca del año 300 a.C., el sabio Aristóteles (384 a.C-322 a.C.), prolífico autor de unos doscientos tratados sobre temas de lo más diverso —desde la lógica a la filosofía, pasando por la política, la biología, las matemáticas o la astronomía—, fundamentó un sistema lógico denominado silogismo, que se considera el germen de la lógica moderna. La lógica es el concepto fundamental mediante el cual se sustenta la inteligencia artificial; de ahí la importancia de este primitivo precedente: un sistema inteligente destinado a desarrollar razonamientos que, lejos de seguir procesos o reglas aleatorias, utiliza algún tipo de lógica para ir deduciendo o infiriendo conclusiones.

En concreto, el silogismo es una forma de razonamiento deductivo constituido por dos proposiciones que actúan como premisas y por una tercera, la conclusión, que es una inferencia deductiva de las dos primeras. Este sistema es un método lógico que relaciona de forma ordenada dos términos diferentes, un sujeto y un predicado, que tienen en común un término medio. Las conclusiones se obtienen mediante unas reglas denominadas «juicios». El sujeto es la «premisa menor», y el predicado, la «premisa mayor». Por tanto, el juicio permite conjugar una combinación de ambas para determinar una conclusión. De esta forma, la lógica silogística ofrece leyes, concretamente diecinueve, que permiten garantizar la veracidad de las conclusiones.

Algunas de ellas pueden recordarse mediante unas sencillas reglas mnemotécnicas ideadas ya en época moderna: Bárbara (tres «a»), Celarent (una «e», una «a» y otra «e»), Darii (una «a» y dos «íes») o Ferio (una «e», una «i» y una «o»). Las palabras indican a través de sus vocales las cláusulas que engloba: una «a» si el predicado es universal afirmativo, una «e» si es universal negativo, una «i» si es particular afirmativo y una «o» si es particular negativo. Pongamos como ejemplo un silogismo del tipo Celarent:

Predicado: No todos los niños son traviesos.

Sujeto: Todos los estudiantes de esta escuela son niños.

Conclusión: No todos los estudiantes de esta escuela son traviesos.

El Celarent está compuesto de una cláusula universal negativa —no todos los niños son traviesos—, otra universal afirmativa —todos los estudiantes de esta escuela son niños— y una conclusión que es universal negativa —no todos los estudiantes de esta escuela son traviesos.

TRAS ARISTÓTELES, CTESIBIO DE ALEJANDRÍA

Avanzando en la línea del tiempo, el siguiente pensador que no podemos olvidar en la prehistoria de la inteligencia artificial es Ctesibio de Alejandría (285 a.C.-222 a.C.), un gran científico e ingeniero griego de la Antigüedad del que, desgraciadamente, no se ha conservado ninguno de sus tratados, aunque por suerte, Ateneo de Náucratis, gramático griego de principios del siglo III a.C., compiló íntegramente sus trabajos. A Ctesibio se le atribuye el gran mérito de ser el precursor de la neumática, ya que fue el primero en tratar y estudiar la ciencia de la compresión de gases, su elasticidad y sus implicaciones en el desarrollo de bombas (para bombear líquidos) y cañones. Pero, además, fue un gran experto en hidráulica: desarrolló diferentes bombas hidráulicas de gran potencia, el órgano acuático e, incluso, el sifón. Sin embargo, para el tema que nos ocupa, lo más destacable de este sabio es que, cerca de 250 a.C., construyó la primera máquina autocontrolada, concretamente un regulador del flujo del agua que actuaba siguiendo un método programado. Podríamos decir que esta máquina es el primer algoritmo de la historia de la humanidad, pues por vez primera el hombre había logrado construir un artefacto que se comportaba siguiendo unas instrucciones introducidas de antemano en el sistema.

Se trata de la clepsidra o reloj de agua, un mecanismo que, mediante la regulación de un flujo de agua, permite medir el tiempo transcurrido. Parece que la clepsidra desarrollada por Ctesibio tenía mayor precisión que cualquiera de los relojes anteriores y posteriores, y que no fue superada hasta que en el siglo XVII el astrónomo y físico holandés Christiaan Huygens (1629-1695) inventó el péndulo. Por tanto, podemos afirmar que Aristóteles y él fueron los dos precursores de las ciencias de la computación. Mientras que el primero inventó la lógica primitiva, al otro se le atribuye la algorítmica.

Clepsidra desarrollada por Ctesibio según el arquitecto Claude Perrault. También llamado reloj de agua, este mecanismo mide el paso del tiempo en función de lo que tarda el agua en pasar de un recipiente a otro.

AVANCES MEDIEVALES EN PRO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Ciertamente la Edad Media fue una época oscura en términos de producción científica, pero existen algunos pocos destellos que, de forma inequívoca, contribuyeron al desarrollo de la inteligencia artificial tal y como la conocemos hoy en día.

Nacen las bases de datos: Isidoro de Sevilla

El primero de ellos vino de la mano del eclesiástico erudito Isidoro de Sevilla (556-636), el primero de los grandes compiladores medievales, canonizado en 1598 (véase la imagen de la pág. 21). Fue él quien, sin saberlo, estableció los principios modernos de las actuales bases de datos mientras acometía esas compilaciones. Precisamente por esos inventarios de conocimiento, en 2003 el santo fue propuesto como el patrón de internet. De hecho, en algunos lugares se celebra el 4 de abril el Día de Internet en memoria de la fecha de su defunción. Porque en realidad ¿qué es una base de datos sino un sistema de conocimiento que aglutina de forma ordenada y coherente los hechos conocidos sobre un determinado entorno? Un ejemplo podría ser la creación de la base de datos de las películas que contiene nuestra colección particular. Los campos que puede tener dicha base de datos podrían ser: Título, Director, Actor Principal, Nacionalidad, Duración, Año de Producción. A partir de aquí, la base de datos es una tabla con una columna para cada campo y tantas filas como películas tengamos almacenadas.

Obviamente, mucho ha llovido desde que san Isidoro planteó estas compilaciones, sembrando la génesis de esas bases de datos arcaicas que, con el tiempo, se fueron organizando alrededor de estructuras más complejas. Primero fueron las bases de datos jerárquicas, más tarde las relacionales y, en la actualidad, los sistemas de gestión de bases de datos NoSQL, útiles cuando se trabaja en entornos de datos masivos o big data. Los sistemas de conocimiento que ayudan a estructurar las bases de datos son imprescindibles para que un algoritmo inteligente pueda aprender, razonar y, en definitiva, tomar decisiones en entornos complejos.

El nacimiento del algoritmo

Tras este santo, hoy patrón de las redes de comunicación del siglo XIX, la siguiente aportación relevante en la prehistoria de la inteligencia artificial y, por extensión, de las ciencias de la computación, fue Al-Juarismi (ca. 780-850). A este matemático y pensador persa medieval se le atribuye la invención del algoritmo, que no es más que una sucesión de instrucciones concretas, no ambiguas, ordenadas y finitas, que se ejecutan ante una entrada dada para generar una salida concreta. Pondremos un ejemplo que es habitual al iniciar el primer día de clase de los estudios universitarios de ciencias de la computación: pedirles a los alumnos que desarrollen el algoritmo del huevo frito. Hagámoslo nosotros:

  1.   Abrir la nevera.

  2.   Seleccionar un huevo.

  3.   Encender la cocina.

  4.   Colocar una sartén sobre el fuego.

  5.   Verter aceite dentro de la sartén.

  6.   Esperar a que el aceite esté a la temperatura adecuada.

  7.   Echar el contenido del huevo sobre el aceite.

  8.   Esparcir sal sobre el huevo.

  9.   Esperar a que el huevo esté cocinado.

10.   Apagar el fuego.

11.   Disponer el contenido de la sartén sobre un plato.

Aunque quizá no lo parezca, escribir un algoritmo sobre un tema tan trivial como freír un huevo no es nada obvio para un principiante. De hecho, el error más habitual que comete un programador novel cuando se le pide escribir este algoritmo es el de realizar tareas mientras el aceite se calienta —por ejemplo, ir a buscar el huevo a la nevera—, algo imposible en la programación imperativa y secuencial con la que los computadores trabajan.

Sin embargo, no hay que desanimarse. Iniciarse en el «arte» de la programación de computadores no es misión imposible. Después de un poco de práctica, cualquiera puede desarrollar correctamente algoritmos de casi cualquier cosa, por ejemplo, sobre cómo ordenar una serie de números aleatorios, de menor a mayor, como en el siguiente ejemplo:

3, 7, 34, 1, 3, 98, 5 → algoritmo de ordenación → 1, 3, 3, 5, 7, 34, 98.

Al-Juarismi se interesó también por la astronomía y la geografía, pero sobre todo por el álgebra; de hecho, se le considera el padre de esta rama de las matemáticas. Su obra principal es Hisa¯b al-yˆabr wa’l muqa¯bala,traducida al español como Compendio de cálculo por compleción y comparación, escrita entre 813 y 833 d.C. Fue aquí donde estableció los cimientos del álgebra y, de hecho, a esta obra le debemos los términos «álgebra» o «algoritmo». De esta obra solo se conserva una copia de 1361, escrita en árabe, custodiada en la Universidad de Oxford, aunque más adelante se publicaron traducciones al inglés y otras lenguas, por lo que afortunadamente no se ha perdido. Pero Al-Juarismi no solo sentó las bases del álgebra, disciplina que estudia la combinación de elementos de estructuras abstractas según determinadas reglas y que es la herramienta que nos permite resolver ecuaciones. También propuso diversos algoritmos para resolver problemas algebraicos.