La creación de IA tiene dos fundamentos básicos: los datos y los algoritmos. Los algoritmos son los que le dicen a la máquina qué debe hacer. Por otro lado, los datos hacen que la máquina pueda aprender a ejecutar las instrucciones y perfeccionar su uso.
Aprendizaje por refuerzo
(RL, Reinforcement Learning)
Obtiene resultados, patrones, caminos, correlaciones y conclusiones basadas en experiencias anteriores que ha generado la propia máquina. Los algoritmos de este tipo de aprendizaje basan su funcionamiento en la prueba y error.
Un ejemplo de este tipo de algoritmo es AphaZero, un sistema desarrollado por DeepMind que enseña a la máquina a jugar una partida de ajedrez y la recompensa cada vez que consigue su objetivo.
Principales algoritmos empleados en el aprendizaje por refuerzo (RL, Reinforcement Learning):
• Programación dinámica (dynamic programming)
• Q-Learning
• SARSA (State-action-reward-state-action)
• Aprendizaje supervisado
• (Supervised machine learning)
El aprendizaje supervisado utiliza modelos predictivos a partir de datos de entrenamiento. Es decir, utiliza un conjunto de datos etiquetados con el fin de entrenar un algoritmo para hacer tareas concretas.
Este tipo de aprendizaje resuelve problemas conocidos como por ejemplo: predecir cuántas personas hay en la imagen o cuáles son los defectos de un producto concreto. El aprendizaje supervisado hace que los algoritmos puedan aprender de datos históricos (de entrenamiento) y los atribuyan a entradas desconocidas con la intención de obtener la salida correcta. Podemos ver este tipo de aprendizaje en los coches automáticos.
Principales algoritmos empleados en el aprendizaje supervisado (Supervised machine learning):
- Árboles de decisión
- Gradient Boosting Machine.
- Clasificaciones Naive Bayes
- Regresión ordinaria por mínimos de cuadrados
- Regresión logística
- Support Vector Machines (SVM)
Aprendizaje no supervisado
(Unsupervised machine learning)
El aprendizaje no supervisado en el Machine Learning se usa para identificar nuevos patrones y anomalías. Los datos introducidos, al contrario que en el aprendizaje supervisado, no están etiquetados.
Es el propio algoritmo quien intenta darle sentido a los datos a través de la constante búsqueda de patrones y características. Es decir, el algoritmo no recibe indicaciones externas para su entrenamiento.
Estos algoritmos están ideados para llevar a cabo un procesamiento más complejo.
Algoritmos de Inteligencia Artificial
Principales algoritmos empleados en el aprendizaje no supervisado (Unsupervised machine learning):
- Álgoritmos de agrupamiento o clustering
- El análisis de componentes principales (PCA)
- El Singular Value Decomposition (SVD)
- El análisis de componentes independientes.
- Regresión logística
- Support Vector Machines (SVM)
1. Tipos Principales de Algoritmos de IA
a) Aprendizaje Supervisado
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La máquina aprende con datos etiquetados.
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Ejemplo: reconocimiento de imágenes donde cada foto está clasificada.
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Algoritmos comunes: regresión lineal, máquinas de soporte vectorial, redes neuronales.
b) Aprendizaje No Supervisado
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La máquina encuentra patrones en datos sin etiquetas.
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Ejemplo: segmentación de clientes según comportamiento.
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Algoritmos comunes: clustering (agrupamiento), análisis de componentes principales.
c) Aprendizaje por Refuerzo
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La máquina aprende a través de prueba y error, recibiendo recompensas o penalizaciones.
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Ejemplo: agentes que juegan a videojuegos o robots que aprenden a caminar.
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Algoritmos comunes: Q-learning, Deep Q-Networks.
2. Algoritmos Destacados en IA
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Redes Neuronales Artificiales: Inspiradas en el cerebro humano, son muy potentes para reconocimiento de voz, imágenes y texto.
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Árboles de Decisión: Facilitan la toma de decisiones mediante preguntas binarias.
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Máquinas de Soporte Vectorial: Muy eficaces en clasificación y regresión.
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Algoritmos Genéticos: Simulan la evolución natural para optimizar soluciones.
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Sistemas Basados en Reglas: Ejecutan acciones según reglas definidas explícitamente.
3. Aplicaciones de los Algoritmos de IA
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Reconocimiento facial y de voz.
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Sistemas de recomendación (Netflix, Amazon).
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Diagnóstico médico asistido.
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Automatización industrial.
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Chatbots y asistentes virtuales.