Aplicaciones de Alta Tecnología de Procesos Mentales: Inteligencia Artificial (IA), Sistemas Expertos, Redes Neuronales Artificiales y Robotica Tweet

Aplicaciones de Alta Tecnología de Procesos Mentales: Inteligencia Artificial (IA), Sistemas Expertos, Redes Neuronales Artificiales (RNAs) y Robotica

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Inteligencia Artificial (IA)

¿Puede una computadora realmente pensar como un ser humano? Sí y no, como lo verás despues. Aunque hay diferencias importantes entre la forma en que las computadoras y el cerebro humano procesan la información, un progreso sorprendente se ha hecho en el campo de la inteligencia artificial, desde que el término fue utilizado por primera vez por el investigador John McCarthy en 1956. El termino Inteligencia artificial (AI) se refiere a la programación de computadoras para simular el pensamiento humano en la solución de problemas y en la formulacion de juicios y toma de decisiones. El primer esfuerzo exitoso al programar computadoras para simular el pensamiento humano fue hecho por Allen Newell y Herbert A. Simon en 1972. Ellos desarrollaron programas que podian jugar al ajedrez como un experto humano, aunque no tan bien como un  campeon. Con el tiempo, los expertos de AI en IBM crearon un ordenador, Deep Blue, que derrotó al que por mucho tiempo fue campeón mundial de ajedrez, Garry Kasparov, en 1997. (En 2003, un encuentro entre Kasparov y una versión más pequeña y más lenta de Deep Blue, conocido como Deep Junior, terminó en un empate.)

Algunos expertos han señalado que las computadoras de ajedrez como Deep Blue, no pueden pensar por sí mismas. Estos expertos insisten en que incluso los más sofisticados sistemas computarizados "pensantes" no son análogos a los procesos mentales humanos, porque, a diferencia de los humanos, estas máquinas no hacen más que seguir una serie de reglas, sin importar la complejidad que estas normas puedan tener. Aturdido por su derrota, Kasparov estuvo en desacuerdo con los críticos de Deep Blue. Mientras la partida avanzaba, sintió que la computadora estaba mostrando signos de razonamiento parecidos a la capacidad cognitiva humana, en la forma de entendimiento estratégico. En algun punto del camino, las tácticas (normas específicas para jugar al ajedrez) que se habían programado en Deep Blue al parecer habían sido transformadas en una estrategia: La formulación de un plan de juego definido.

Sistemas Expertos

Décadas antes de la derrota sorprendente de el reinante campeón mundial de ajedrez por Deep Blue, Newell y Simon habían abierto la puerta para sistemas informáticos capaces de hacer mucho más que jugar al ajedrez como un experto. Los actuales sistemas expertos "trabajan en un número importante de tareas humanas a nivel profesional" (Simon, 1995, p. 507). Los sistemas expertos son programas informáticos diseñados para llevar a cabo funciones muy específicas dentro de un dominio limitado. Uno de los primeros sistemas expertos médicos fue MYCIN, un diagnosticador computarizado en el área de enfermedades de la sangre y meningitis. Otros sistemas expertos realizan una serie de funciones en la medicina, la tecnología espacial, la defensa militar, la predicción del tiempo, y una variedad de otros campos.

Los sistemas expertos operan en ámbitos bien definidos, es decir, su base de conocimiento, o almacenamiento de información, no es excesivamente grande y está limitada a un área específica de especialización (Hendler, 1994). Fuera de su área de especialización, un sistema experto no funciona. Los sistemas expertos son, pues, útiles sólo como asistentes a los seres humanos, no puede funcionar solos. Por ejemplo, los sistemas expertos pueden ser utilizados por los médicos para confirmar un diagnóstico o sugerir diagnósticos en los que los médicos no han pensado (Brunetti et al., 2002). No obstante, estos sistemas superan con creces al cerebro humano en su capacidad de recuperar grandes cantidades de datos almacenados y utilizar esos datos para tomar decisiones basadas en hechos concretos y normas que han sido programadas en el software. Además, debido a que se ejecutan en computadoras, los sistemas expertos son muy superiores a los humanos en la realización de operaciones matemáticas complejas a la velocidad de la luz.

Por otra parte, la idea de que los sistemas expertos no pueden funcionar solos está siendo cuestionada. Por ejemplo, algunos estudios muestran que pacientes de psicoterapia pueden ser asistidos con la misma eficacia mediante interacción con sistemas expertos, de la misma forma que en sesiones cara a cara con un terapeuta humano (Taylor & Luce, 2003). Recuerda, sin embargo, que cualquier sistema experto se basa en el conocimiento acumulado de los expertos humanos. Por lo tanto, es imposible para las computadoras sustituir totalmente a profesionales humanos.

Redes Neuronales Artificiales (RNAs)

Los científicos están diseñando sistemas informáticos más sofisticados, sobre la base de su comprensión sobre cómo las neuronas, en determinadas partes del cerebro, están conectadas, y cómo desarrollan esas conexiones (Buonomano y Merzenich, 1995; Hinton et al., 1995). Los sistemas informáticos que tienen la intención de imitar el cerebro humano se llaman: Redes Neuronales Artificiales (RNAs). Al igual que las conexiones sinápticas en el cerebro, las conexiones en una RNA puede ser reforzadas o debilitadas como resultado de la experiencia. Muchos de los nuevos sistemas expertos utilizan redes neuronales, por lo que no sólo son capaces de procesar información, como los expertos humanos, sino también de aprender de la experiencia al igual que los expertos lo hacen (Brunetti et al., 2002). Sin embargo, incluso algunas de las más simples procesos mentales que las personas logran sin un esfuerzo consciente pueden ser muy difíciles de programar en un sistema informático. Por ejemplo, las RNAs que pueden aprender a distinguir entre seres en movimiento, como humanos, caballos, vacas, y así sucesivamente, sólo recientemente se han desarrollado (Tabb et al., 2002).

Entender lo que nos dice la gente parece ser una tarea bastante sencilla, que damos por sentado. Sin embargo, la comprensión del lenguaje natural del ser humano es, por mucho, el mayor reto para los diseñadores de RNAs. En uno de los estudios pioneros en este campo, el científico Alex Waibel y sus colegas desarrollaron un sistema:

"programado para modificarse de acuerdo a las señales de entrada en el sistema ... el reconocedor de voz realmente aprende a identificar los sonidos y las palabras" (Peterson, 1993, p. 254).

Los sistemas de reconocimiento de voz ya son utilizados por bancos y compañías de tarjetas de crédito y en otros establecimientos comerciales. Pero, a diferencia de los humanos, estos sistemas informáticos no pueden entender las sutilezas del lenguaje: El tono de voz,  el comportamiento no verbal que lo acompaña, o incluso el nivel de amabilidad (Peterson, 1993).

Muchos otros aspectos del procesamiento del lenguaje también son extremadamente difíciles de manejar para las computadoras. Por ejemplo, ¿qué tipo de escena te viene a la mente cuando escuchas la palabra "majestuoso"? Tal vez veas una cordillera de montañas cubiertas de nieve. En la actualidad, científicos de la computación están trabajando para desarrollar programas que permitan a las computadoras obtener imágenes sobre la base de tales señales vagas y abstractas (Kuroda, 2002).

Es importante señalar aquí que un simple programa "if-then" permitiría a un ordenador acceder a una imagen de una cadena de montañas, cuando la palabra "majestuoso" fuera introducida. Sin embargo, la investigación con redes neuronales no es sólo para que una computadora lleve a cabo un resultado determinado, sino para ser capaz de programar la computadora para producir el resultado de la misma manera que la mente humana lo hace. Tal vez visualizas montañas cuando oyes la palabra "majestuoso" porque esta palabra está vinculada a la altura como una característica de la escena. El concepto de altura, a su vez, esta asociado a las montañas. Sin embargo, los rascacielos son altos, así que ¿por qué no los ves en el ojo de tu mente cuando escuchas la palabra "majestuoso"? Tal vez algunas personas lo hacen. Si es así, ¿por qué una persona ve rascacielos, mientras que otra ve las montañas? ¿Hay alguna experiencia en particular o una pieza de conocimiento que conduce a esta diferencia? Estos son los tipos de vías cognitivas que los diseñadores de redes tratar de identificar en el pensamiento humano y duplicar en los programas de ordenador. De este modo, los científicos no sólo programan las computadoras para llevar a cabo las tareas que parecían casi imposibles hace unas pocas décadas atrás, sino que, al mismo tiempo, obtienen conocimientos de los procesos mentales del ser humano.

Robótica

¿Recuerdas el artículo sobre las prótesis artificiales? Un área en la que la imitacion de los procesos mentales ha sido aplicada para desarrollar maravillas tecnológicas es la robótica, la ciencia de la automatización de las funciones humanas y animales. En algunos casos, la robótica ha hecho posible manipular las variables en los experimentos que antes sólo podían ser investigados en estudios de correlación. Los científicos que estudian el comportamiento de apareamiento de Bowerbirds (de la familia Ptilonorhynchidae), por ejemplo, observó que las hembras de la especie se ponian "en cuclillas" en repetidas ocasiones durante la fase de atracción y apareamiento (Patricelli et al., 2002). Para examinar la variable de ponerse en cuclillas en un experimento, construyeron una versión robótica de una Bowerbird hembra cuya accion de ponerse en cuclillas podría ser controlada a distancia. De forma sistemática expusieron a unos machos de Bowerbirds a la conducta de ponerse en cuclillas y no agacharse en cuclillas y, variando la cantidad y frecuencia de la postura en cuclillas de la hembra robot, se dieron cuenta que los machos utilizan la posicion "en cuclillas" de las hembras como señales para iniciar la muestra de sus coloridos plumajes.

Estos experimentos con aves robóticas pueden parecer muy alejados de cualquier tipo de aplicación práctica. Sin embargo, proyectos como éste ayudan a que los científicos e ingenieros aprendan más acerca de cómo construir y programar robots para comportarse como sus homólogos vivos. Y la tecnología resultante tiene un enorme potencial para una amplia variedad de aplicaciones. Algunos logros impresionantes en la robótica son los siguientes:

• Robots ayudan a pacientes que han sufrido embolias hacia la recuperación, ayudándoles en ejercicios de movimiento.

• Asistentes quirúrgicos robóticos ayudan a los cirujanos a realizar avances notables en la precisión de algunas cirugías difíciles.

• Estaciones de servicio robóticas mantendrán en el aire a los satélites.

• Robots en miniatura a ayudaran a los soldados del mañana.

Los robots pueden realizar muchas tareas demasiado peligrosas para los seres humanos (limpieza de derrames tóxicos, encontrar y destruir minas terrestres, limpieza de sitios de residuos nucleares, etc.)

Algunas de las aplicaciones de la robótica y la inteligencia artificial son tan notables que es fácil perder de vista cómo han llegado a existir. Tenga en cuenta que el verdadero poder no reside en las máquinas, sino en su creador: La capacidad mental humana.

The World of Psychology p. 246-7

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