miércoles, 28 de octubre de 2020

Riesgos en el negocio de la Inteligencia Artificial

Aunque nos interesa mucho la inteligencia artificial como pura tecnología, y aunque nos interesa mucho la inteligencia artificial desde el punto de vista de sus connotaciones éticas e incluso humanísticas, lo cierto es que la inteligencia artificial, por suerte, es también un negocio. Un negocio que, para algunos actores, es el objetivo mismo de su actividad empresarial y para otros, la mayoría, un elemento que les puede aportar eficiencia, calidad, diferenciación, etc

En al artículo anterior, vimos algunos elementos funcionales y éticos necesarios para la confianza en la inteligencia artificial. En este artículo, y siguiendo la misma fuente, a saber, el libro 'An introduction to ethics in robotics and AI' de Christoph Bartneck, Christoph Lütge , Alan Wagner y Sean Welsh, vamos a adoptar la perspectiva de negocio y revisar riesgos asociados a la inteligencia artificial.

Los autores distinguen dos grandes bloques de riesgos:

  • Riesgos generales
  • Riesgos éticos


Riesgos generales


Hablaríamos en primer lugar del riesgo funcional, es decir, del caso de que la solución inteligente, simplemente, no funcione. No es este un riesgo diferente al de cualquier otro negocio tecnológico, pero es evidente que existe y, quizá, apuntaríamos, dada la naturaleza menos determinista y predecible de los algoritmos de inteligencia artificial frente a otro tipo de soluciones técnicas, el riesgo pudiera ser, quizá, algo mayor en este caso.

El segundo tipo de riesgos de este bloque que identifican los autores son los riesgos sistémicos, es decir, se trata de riesgos que afectan a todo el sistema. Se mencionan, por ejemplo, crisis financieras como las generadas por las 'subprime'. Un negocio de inteligencia artificial se ve afectado como sujeto paciente, como cualquier otro, por este tipo de riesgos sistémicos pero, en el caso concreto del ámbito financiero, y a modo de ejemplo, hay que recordar que muchos de los movimientos en bolsa están gobernados por algoritmos y que ya se han producido 'sustos' generados por avalanchas de órdenes dadas por robots. Es decir, también hay el riesgo de que los negocios de inteligencia artificial no sólo sean pacientes de un riesgo sistémico sino que, por desgracia, pueden ser agentes, es decir, generadores de ese riesgo.

El siguiente tipo de riesgo serían los riesgos de fraude. Los autores apuntan al uso de software para generar fraudes como en el tristemente célebre caso de Volkswagen y sus emisiones contaminantes. No nos parece que tampoco en este caso sea un riesgo específico de la inteligencia artificial, pero como software que es, puede intervenir en algún caso.

Finalmente, se indican los riesgos de seguridad como los que se pueden producir en sofisticadas plantas industriales con un control complejo normalmente con una dosis alta de software, o los bastante manidos y probablemente injustamente magnificados accidentes de vehículos autónomos.


Riesgos éticos


En primer lugar tenemos en este apartado los riesgos reputacionales. Los autores señalan como ejemplo el caso de algoritmos sesgados y los prejuicios que pueden generar. También aportan el ejemplo de mal uso de los datos con el caso Cambridge Analytica aunque yo diría que en este caso, más que un riesgo reputacional es, directamente, un uso fraudulento con su efecto de deterioro, evidentemente, en la imagen de los protagonistas. Y creo que habría que ampliar aún más el alcance de este tipo de riesgos para incluir, por ejemplo, cómo los ya mencionados accidentes de los vehículos autónomos pueden suponer, por efecto propaganda, un riesgo y un freno al desarrollo de estas tecnologías y sobre todo a su adopción.

A continuación se abordan los riesgos legales. En este campo pensaríamos en los efectos legales derivados, por ejemplo, de un accidente o de una violación de la política de uso de datos. Sin embargo, los autores se centran más bien en la posibilidad de caer en prácticas anticompetitivas. Aunque creo que en el ámbito de la inteligencia artificial se puede dar ese caso dado el peso de actores como Google, IBM o Microsoft, lo cierto es que los ejemplos que aportan los autores provienen no del campo de la inteligencia artificial sino del software en general: la multas de la Unión Europea a Microsoft y a Google con su android, por prácticas anticompetitivas.

En tercer lugar, tendríamos los riesgos medioambientales. No parece que la inteligencia artificial sea un área muy específicamente afectada por este tipo de riesgos pero podrían darse en caso de un fallo si, por ejemplo, un sistema inteligente controlase instalaciones industriales que usasen gases o líquidos peligrosos o bien, por ejemplo, instalaciones nucleares. Por vía indirecta, la inteligencia artificial podría, en el fondo como cualquier otro software, contribuir negativamente al medio ambiente por materiales, consumo energético, emisiones etc propias de los centros de proceso de datos donde se ejecutan. No parece, no obstante, que este tipo de riesgos sean especialmente relevantes para el campo de la inteligencia artificial.

Finalmente, se mencionan los riesgos sociales. donde se aportarían ejemplos como el efecto en la motivación y moral de profesionales ante la automatización, un eventual aumento del aislamiento social o problemas derivados de usos considerados como inaceptables de la inteligencia artificial cuando, por ejemplo, se entiende que afectan a la privacidad.  


Gestión de los riesgos


A la hora de gestionar estos riesgos los autores apuntan a tres líneas de actuación. aunque en muchos momentos lo hacen más desde el punto de vista más de la sociedad que de una compañía concreta.

En primer lugar apuntan a cambios regulatorios para incrementar la seguridad. Desde el punto de vista de las compañías lo que se apunta es a la implantación de mejores prácticas como forma de minimizar riesgos.

En segundo lugar apuntan a que no sólo hace falta regulación en las industrias tecnológicas punteras en inteligencia artificial, sino también en sectores más tradicionales. Así, por ejemplo, para el caso del vehículo autónomo pudieran ser necesarias nuevas regulaciones en el sector seguros.

 Finalmente, y ahí si se centran más en las empresas, se apunta a la implantación de normas y procedimientos basados en consideraciones éticas y más allá del mínimo legal.


Conclusión


Aunque los propios autores reconocen que hay más riesgos que no se han tratado (riesgos comerciales, riesgos monetarios, etc), lo anterior es una buena estructuración de riesgos, bien es cierto que no siempre muy específicos de la inteligencia artificial. Y aportar estructura y cercanía a la realidad empresarial siempre es bueno y, más aún, si pretendemos pasar de consideraciones éticas más o menos genéricas o teóricas, a acciones concretas en empresas concretas o sectores concretos.


lunes, 26 de octubre de 2020

Elementos funcionales y éticos para la confianza en la Inteligencia Artificial

Existe un interesante y afortunado interés y debate acerca de la aplicación de principios éticos en torno a la robótica y la inteligencia artificial, un asunto en el que, además, la Unión Europea está adoptando un papel muy activo.

Confianza e imparcialidad

Cuando queremos operativizar esa interés, cuando queremos empezar a pensar en obtener algún tipo de conclusiones o resultados, es necesario empezar a concretar de qué estamos hablando exactamente. A modo de ejemplo y como una primera orientación al respecto me encuentro con la aportación que se realiza en el libro 'An introduction to ethics in robotics and AI' de Christoph Bartneck, Christoph Lütge , Alan Wagner y Sean Welsh,

En esta obra se centran mucho en los conceptos de confianza ('trust') e imparcialidad ('fairness'), y muy especialmente en el aspecto de confianza.

Elementos funcionales de la confianza

A la hora de abordar esa confianza, distinguen dos tipos de factores o elementos. Por un lado, los elementos de carácter funcional que son, si se quiere, de naturaleza más técnica u operativa. Así, nos indican que tendremos más confianza ('trust') cuando los sistemas sean más robustos y fiables ('dependability'), con bajo número de falsas alarmas o falsos positivos, que sean claros y trasparentes ('transparency') y, en general que no puedan causar daño.

Elementos éticos de la confianza

Por otro lado, están los elementos de carácter ético. Para este apartado, que es en el que más nos queríamos centrar, proponen cinco principios, basándose en las ideas del grupo AI4People,  Según este modelo, cinco son esos elementos éticos de la confianza:

  • No maleficencia ('Non-maleficence'): Un principio muy sencillo en su expresión que establece qu ela Inteligencia Artificial no debe hacer daño a las personas. Y no se refiere especialmente a daño físico. De hecho, algunos de los aspectos en que se centran los autores es en el 'bullying' en social media o en el discurso del odio.

  • Beneficencia ('Beneficence'): Es la visión positiva y contraria a la anterior. La Inteligencia Artificial debe hacer el bien a las personas. Como ilustraciones de lo que esto puede suponer se propone la reducción de accidentes mediante vehículos autónomos, el uso de robots como soporte y ayuda para una población envejecida, uso de telemedicina en zonas remotas, uso de robots en educación, etc

  • Autonomía ('Autonomy'): La autonomía se refiere a la autonomía de las personas, no de los agentes inteligentes y a lo que refiere es a que las personas deben mantener su capacidad de tomar decisiones.

  • Justicia ('Justice'): Este principio establece que la Inteligencia Artificial debe actuar de una manera recta ('just') y no sesgada ('unbiased').

  • Explicabilidad ('Explicability'): Y este quinto principio se refiere al requisito de que sea posible explicar por qué un sistema de Inteligencia Artificial ha llegado a una cierta conclusión o resultado.

Conclusión

Se trata, como se puede apreciar de principios bastante generales pero que, por lo menos, nos ponen un poco de orden acerca de qué estamos hablando y eso puede ayudar a centrar acciones y objetivos. 

En ese afán de alcanzar una visión ordenada y operable de los principios éticos a tener en cuenta, no descarto ir volcando en este blog otras visiones que me pueda ir encontrando u otras conclusiones que yo mismo pueda ir alcanzando.


viernes, 23 de octubre de 2020

Una introducción a la interacción Humano-Robot (HRI) con Christoph Bartneck y equipo

'Human-Robot Interaction: An introduction' es un tratado amplio pero muy asequible del campo del HRI (Human-Robot Interaction), una materia multidisciplinar y apasionante que combina robótica, inteligencia artificial, psicología, etc, intentando, de una manera al alcance de muchos públicos, explicar los aspectos más relevantes. 

Para ello, el libro se estructura en doce capítulos.


  • '1. Introduction: 'Simplemente, una muy breve introducción al libro y unos también cortos currícula de los autores.

  • '2. What is Human-Robot Interaction: ' Situa el campo del HRI (Human-Robot Interaction), poporcionando una explicación de su alcance, explicando su naturaleza interdisciplinar y mostrando brevemente su evolución histórica.

  • '3. How a Robot Works: ' Explica elementos de la arquitectura física y tecnológica de los robots incluyendo tanto la parte hardware con sensores, actuadores y motores, como el software incluyendo elementos de machine learning y visión artificial.

  • '4. Design: ' Aborda los diferentes aspectos del diseño del robot incluyendo su morfología y algunos patrones y principios de diseño y dedicando un espacio amplio a lo relativo a la visión antropormórfica de los robots. También se explican ideas sobre el proceso de diseño.

  • '5. Spatial Interaction: ' Habla de aspectos relacionados con el espacio como la distancia social adecuada para que los humanos se encuentren cómodos en su interacción con los robots o detalles relevantes sobre el inicio de la interacción.

  • '6. Nonverbal Interaction: ' Comienza analizando los tipos de interacciones no verbales, como la mirada y el movimiento de los ojos, los gestos, la imitación y elmimetismo, el tacto, la postura y movimiento e incluso el ritmo y 'timing' de la interacción. También se explica brevemente a nivel ligeramente técnico cómo se gestionan esos aspectos dentro de los robots.

  • '7. Verbal Interaction: ' Tras abordar en el capítulo anterior el lenguaje no verbal, en éste se vuelca con la comunicación verbal. Se habla de los componentes de la conversación y de las diferencias entre texto escrito y lenguaje hablado. Luego se explican algunos aspectos básicos del reconocimiento y síntesis de voz y cómo se aplica en los robots. Y también se aborda el tema de la gestión de las conversaciones.

  • '8. Emotion: 'Se habla de las emociones proporcionando primero unas ideas básicas sobre las emociones humanas para luego pasar ya a las emociones en los robots, explicando aspectos de cómo se perciben las emociones de los interlocutores, así como modelos y estrategias de gestión de emociones en los robots. Y se finaliza con algunos retos relativos a esta gestión de emociones.

  • '9. Research Methods: ' Un comparativamente largo capítulo para explicar la mecánica de la investigación en HRI incluyendo la definición del alcance (qué pregunta se quiere contestar con la investigación), la elección del método de estudio y el equipo, definición del contexto de la interacción, selección del robot a emplear y las medidas a usar. Se finaliza comentando algunos estándares en investigación HRI.

  • '10. Applications: ' Se proponen ejemplos reales de robots donde la interacción con humanos es importante. Así, por ejemplo, se habla de los robots de servicio en ámbitos como la guía turística o recepción de hoteles, de los robots en educación, robots en entretenimiento tanto en juegos como exhibiciooes y el arte o los robots sexuales. También se aportan ejemplos en asistencia sanitaria y terapia como los robots para ayuda a ancianos o personas con trastornos del espectro autista y la rehabilitación. Y se finaliza con un repaso rápido por los robots como asistentes personales, robots de limpieza y logística, robots colaborativos, vehículos autónomos y robots teleoperados. Se finaliza identificando problemáticas de todo tipo para el uso de robots incluyendo la gestión de expectativas, la adicción, el robo de atención o el abuso de robots.

  • '11. Robots in society: ' Un capítulo muy interesante en que se aborda la visión más social e integrada de los robots hablando primero de la imagen, en general negativa y poco realista, que los medios y la ciencia ficción han creado sobre ellos y tratando también aspectos éticos desde la propia investigación, a la satisfacción de necesidades emocionales y sus implicaciones o el posible impacto en los puestos de trabajo y el empleo.

  • '12. Future: 'Un breve capítulo final en que se mira hacia el futuro bajo diferentes puntos de vista que incluyen la propia naturaleza de la relación humano-robot o la tecnología de HRI.
'Human-Robot Interaction: An introduction' me ha parecido una lectura fascinante, tanto por la materia en sí misma, que me encanta, como porque el tratamiento es muy adecuado, proporcionando información relevante incluida la técnica, pero sin extenderse más de lo necesario ni abrumar con detalles algorítmicos, electrónicos o incluso psicológicos. Un nivel de detalle y explicación, pues, muy adecuado para el objetivo del libro y el que yo tenía al acometer su lectura. A esto se añade el detalle de incluir numerosas fotografías de los robots que se mencionan, lo cual proporciona también una aproximación muy realista y atractiva. 

Lo dicho: fascinante. Me ha gustado mucho. 

Christoph Bartneck

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de su ficha de autor en el libro Human-Robot Interaction: An introduction)

Christoph Bartneck
Christoph Bartneck es profesor asociado y director de estudios de posgrado en el Human Interface Technology Lab New Zealand (HIT Lab NZ) en la Universidad de Canterbury. Tiene formación en diseño industrial e interacción humano robot. y sus proyectos y estudios han sido publicados en las revistas, periódicos y conferencias mas importantes.

Sus intereses se encuentran en los campos de human-computer interaction, estudios de ciencia y tecnología y diseño visual. Más concretamente, se enfoca al efecto del antropomorfismo en Human Agent Interaction (interacción humano-agente). Como un segundo interés investigador, trabaja en análisis bibliométrico, simulaciones sociales basadas en agentes y la revisión critica de políticas y procesos de investigación. En el campo del diseño, Christoph investiga la historia del diseño de productos, mosaicos y fotografía.

La prensa se hace eco con frecuencia de su trabajo, incluyendo New Scientist, Scientific American, Popular Science Wired, the New York Times, The Times, the British Broadcasting Corporation (BBC), HuffPost, the Washington Post, The Guardian y The Economist.

Puedes saber más del autor visitando su página oficial.

Tony Belpaeme

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de su ficha de autor en el libro Human-Robot Interaction: An introduction)

Tony Belpaeme
Tony Belpaeme es profesor en la Universidad de Ghent, Bélgica, y profesor de robótica y sistemas cognitivos en la Universidad de Plymouth, Reino Unido. Obtuvo su doctorado en Ciencias de la Computación de la Universidad de Vrije, Bruselas.

Partiendo de la premisa de que la inteligencia reside en la interacción social, Tony y su equipo de investigación intentan llevar más allá la inteligencia artificial de los robots sociales. Este enfoque conduce a una variedad de resultados desde los hallazgos teóricos a las aplicaciones prácticas. Está involucrado en proyectos de gran escala que estudian cómo se pueden usar los robots para ayudar a niños en su formación, cómo las interacciones breves con robots se pueden convertir en interacciones a largo plazo y cómo los robots pueden ser usados en terapia.

Puedes saber más del autor visitando su página oficial o siguiéndole en Twitter donde se identifica como @TonyBelpaeme.

Friederike Eyssel

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de su ficha de autor en el libro Human-Robot Interaction: An introduction)

Friederike Eyssel
Friederike Eyssel es profesora de psicología social aplicada e investigación de género en el Center of Excellence Cognitive Interaction Technology en Bielefeld University, Alemania. Friederike está interesada en varias materias de investigación que abarca desde la robótica social, agentes sociales, inteligencia ambiental hasta el cambio de actitud, reducción de prejuicios y la objetización sexual de las mujeres.

Cruzando disciplinas, Friederike ha publicado ampliamente en los campos de psicología social, Human Agent Interaction y robótica social y actúa como revisora de más de 20 revistas

Puedes saber más de la autora visitando su página ficha en la Bielefeld University.

Takayuki Kanda

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de su ficha de autor en el libro Human-Robot Interaction: An introduction)

Takayuki Kanda
Takayuki Kanda es profesor de informática en la Universidad de Kyoto. También es líder visitante del grupo Advanced Telecommunications Research (ATR) Intelligent Robotic and Communication Laboratories en Kyoto, Japón. Recibió su grado, máster y doctorado en Ciencias de la Computación por la Universidad de Kyoto, en 1998, 2000 y 2003 respectivamente.

Es uno de los miembros creadores del proyecto Communication Robots en el Advanced Telecommunicatons Research (ATR) Institute en Kyoto. Ha desarrollado un robot de comunicación, Robovie, y lo ha aplicado a situaciones cotidianas como tutorización en escuela elemental o como guía de un museo. Sus áreas de interés en investigación incluyen Human Agent Interaction, robots humanoides interactivos y pruebas de campo.

Puedes saber más del autor visitando su página en la Universidad de Kyoto.

Merel Keijsers

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de su ficha de autor en el libro Human-Robot Interaction: An introduction)

Merel Keijsers
Merel Keijsers es estudiante de doctorado en el laboratorio Human Interface Technology en Nueva Zelanda. Tiene un Máster en estadística y psicología social y de salud por la Universidad de Utrecht. En su programa de doctorado estudia qué procesos psicológicos conscientes e inconscientes llevan a acosar y abusar de robots. Con background en psicología social, está especialmente interesada en las similitudes y diferencias en cómo las personas tratan con robots frente a cómo lo hacen con otras personas.

Puedes saber más de la autora visitando su perfil en LinkedIn.

Selma Sabanoviv

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de su ficha de autor en el libro Human-Robot Interaction: An introduction)

Selma Sabanovic
Selma Sabanovic es profesora asociada de informática y ciencias cognitivas en la Universidad de Indiana, Bloomington, donde fundó y dirige el R-House Human-Robot Interaction Lab. Su investigación combina estudios de diseño, uso, y consecuencias de robots de asistencia e interactivos socialmente, en diferentes contextos sociales y culturales incluyendo instituciones sanitarias, hogares y en varios paises. También se encuentra involucrada en estudios acerca del significado social y efectos potenciales de desarrollar e implantar robots en contextos del día a día.

Obtuvo su doctorado en estudios de ciencia y tecnología del Rensselaer Polytecnic Institute en 2017 con una disertación sobre un estudio multicultural de robótica social en Japón y Estados Unidos. Actualmente sirve como editor jefe en la revista ACM Transactions on Human Robot Interaction.

Puedes saber más de la autora visitando su perfil en la Universidad de Indiana.

Ficha técnica:

miércoles, 21 de octubre de 2020

Las cuatro fases del reconocimiento facial

Una de las áreas más interesantes, pero también más polémicas de la Inteligencia Artificial en general y de la Visión Artificial en particular es el reconocimiento facial, es decir, el tipo de soluciones que son capaces a partir de la imagen de la cara de una persona, una imagen que además puede ser un vídeo, identificar a la persona.

A pesar de la complejidad de la labor lo cierto es que técnicamente está bastante conseguido y realmente lo que está empezando a limitar el uso de este tipo de tecnologías son más bien cuestiones de naturaleza ética, incluyendo el anuncio por parte de algunas de las grandes compañía tecnológicas como IBM o Amazon de congelar sus desarrollos en esta materia hasta que no exista un marco regulador claro.

Pero, quedándonos en el plano técnico, en este post quería, simplemente, recoger de manera sucinta una explicación acerca de las cuatro fases o los cuatro módulos que componen habitualmente una solución de reconocimiento facial, unas fases que me encuentro descritas en el libro 'Modern Deep Learning and Advanced Computer Vision' de Thomas Binford, Jagadeesh Kumar, J, Ruby, J. Lepika, J. Tisa y J. Nedumaan, y que se esquematizan en la siguiente figura:

Las cuatro fases son:

  • Detección de caras ('face detection'): es decir, estamos ante una imagen en que, aparte de la cara, evidentemente, hay otros objetos o un fondo. Es más, pueden existir varias caras. En esta fase lo que se hace es localizar las caras que haya presentes y marcarlas con un rectángulo.

  • Alineamiento de cara ('face alignment' o 'face normalization'): Con frecuencia a esta fases se la denomina normalización porque lo que hace es ajustar elementos como su tamaño, geometría o fotometría para conseguir consistencia entre todas las imágenes que se almacenan en una base de datos, y poderlas hacer de alguna forma comparables.

  • Extracción de características ('feature extraction'): En esta fase, lo que inicialmente era una imagen se convierte, en realidad, en una serie de características que de alguna forma definen esa imagen, esa cara, reduciéndola a esas características que le confieren singularidad. El resultado suele ser un vector de características.

  • Reconocimiento de cara ('face recognition' o 'matching'): Una vez reducida la imagen de la cara a un vector de características se busca en una base de datos alguna cara que presente esas mismas características. Si la encontramos, habremos culminado con éxito el reconocimiento.


Cada una de las fases utiliza algoritmos diferentes, con frecuencia basados en deep learning mediante redes neuronales de convolución, y pudiera tratarse de módulos e incluso soluciones diferenciadas.

El esquema de fases es bastante claro y fácil de entender aunque, como se puede imaginar, el detalle de algoritmos reales puede ser muy complejo y aunque, como decimos, está tecnológicamente bastante resuelto sigue existiendo trabajo e investigación para su mejora.


lunes, 19 de octubre de 2020

Cinco definiciones de machine learning

Algunos aspectos que rodean a la Inteligencia Artificial son de compleja definición. El propio campo de la Inteligencia Artificial carece, en mi opinión, de una definición que sea a un tiempo clara, que marque bien las fronteras, que sea fácil de entender y que, además, sea comúnmente aceptada.

A veces tampoco es del todo fácil definir y explicar la relación exacta entre Inteligencia Artificial y Machine Learning. Aproximadamente se entiende, y podemos considerar sin mucho riesgo, que el Machine Learning es un subconjunto de la inteligencia artificial, aunque personalmente tengo alguna ligera reserva al respecto.

¿Pero en qué consiste realmente el Machine Learning?

Leyendo el libro 'Modern Deep Learning and Advanced Computer Vision' de Thomas Binford, Jagadeesh Kumar, J, Ruby, J. Lepika, J. Tisa y J. Nedumaan, me encuentro con que los autores reúnen cinco definiciones de machine learning y me ha parecido interesante recogerlas y comentarlas.


Definición de Nvidia


Machine learning is the practice of using algorithms to parse data, learn from it, and then make a determination of prediction about something in the world.


Una definición austera pero descriptiva y creo que bastante acertada


Definición de Stanford


Machine learning is the science of getting computers to act without being explicitly programmed.


En este caso, nos encontramos ante una definición que creo que busca, y consigue, la sencillez. Es redonda y aparentemente brillante en su simplicidad, pero, personalmente, no me parece demasiado acertada. Aunque entiendo lo que quiere decir, la realidad es que, si somos rigurosos, cualquier software está explícitamente programado, aunque sus parámetros se puedan ajustar, y mucho en el caso del machine learning, mediante aprendizaje. 

Decir que los computadores pueden actuar sin ser programados explícitamente, creo que, aparte de no ser completamente cierto, alimenta las fantasías que ya existen, y en abundancia, alrededor de la inteligencia artificial y promueve esa visión de ciencia-ficción tan común y tan poco realista.


Definición de McKinsey & Co


Machine learning is based on algortihms that can learn from data without relying on rule-based programming.


Esta definición me parece muy acertada. No sé si orienta a quien no conozca el mundo de los algoritmos en general y el machine learning en particular, pero creo que capta muy bien, en una sola frase compacta, la naturaleza del machine learning.


Definición de la Universidad de Washington


Machine learning algorithms can figure out how to perform important tasks by generalizing from examples.


Es también, en mi opinión, bastante acertada aunque está redactada de una forma que más que una definición parece una descripción. 


Definición de la Universidad Carnegie Mellon.


The field of Machine Learning seeks to answer the questions, How can we build computer systems that automatically improve with experience, and what are the fundamental laws that govern all learning processes?


También me parece correcta aunque, como en el caso anterior, parece un poco más una descripción o una explicación que una verdadera definición. Además, va un poco más allá de la concepción puramente algorítmica para incluir dentro del campo del machine learning el entendimiento de las leyes que gobiernan los procesos de aprendizaje. Se trata de una propuesta muy atractiva, pero no sé si realmente esta búsqueda de las leyes generales del aprendizaje excede a lo que realmente se trabaja en machine learning.


*****


Cinco definiciones diferentes aunque, evidentemente, con puntos en común. Si he de elegir una, creo que me quedo con la definición de McKinsey porque creo que capta muy bien la esencia de lo que es el machine learning y lo hace en una frase muy compacta.

¿Sirven, de todas formas, esta definiciones para que alguien ajeno al mundo de la inteligencia artificial entienda lo que realmente es el machine learning? Me temo que no del todo, que a la definición siempre la va a tener que acompañar una explicación que ponga en contexto al machine learning con otras algoritmias y explique las diferencias. 

Pero bueno, explicar y entender un concepto avanzado es siempre una tarea siempre interesante. Al fin y al cabo, hablamos de aprendizaje ¿no?


viernes, 16 de octubre de 2020

Principales aportaciones de la visión artificial

La Inteligencia Artificial no es en realidad una disciplina monolítica sino que agrupa una gran variedad de técnicas, algoritmos y soluciones.

Tampoco las diferentes ramas que componen la inteligencia artificial actual son monolíticas, sino que, de nuevo, presentan una amalgama de tecnologías y soluciones.

Una de estas ramas, una de las más relevantes hoy en día y ya desde hace muchos años, es la visión artificial ('computer vision'), un área donde se incluyen temas tan diversos como el reconocimiento facial o incluso en algunos casos el OCR ('Optical Character Recognition').

La gama de actividades y soluciones es muy amplia y, por eso, me ha interesado el listado que nos ofrece el libro 'Modern Deep Learning and Advanced Computer Vision' de Thomas Binford, Jagadeesh Kumar, J, Ruby, J. Lepika, J. Tisa y J. Nedumaan en uno de sus primeros capítulos. En él se detiene a proporcionar un listado de las principales aportaciones hasta la fecha de la visión artificial. Ésta es la lista que nos ofrece:


  • Clasificación de imágenes: quizá una de las soluciones más conocidas: asignar una imagen a alguna categoría. También lo podemos encontrar denominado como 'clasificación de objetos' o 'reconocimiento de imágenes'.

  • Clasificación de imágenes con localización: Además de la clasificación, en este caso se añade la localización de la imagen mediante el dibujo de un recuadro que la rodee.

  • Detección de objetos: En realidad, una ampliación del caso anterior pero cuando en la misma imagen existen muchos objetos que es preciso identificar de manera diferenciada.

  • Segmentación de objetos: Parecido a la localización pero, en este caso, no se trata de rodear a un objeto con un rectángulo sino de identificar exactamente los pixeles que pertenecen a ese objeto.

  • Transferencia de estilo: Una aplicación muy curiosa que actúa a modo de filtro o transformación y que transfiere a una imagen un estilo determinado (colores, estilo artístico, etc).

  • Coloreado de imágenes: convierte una imagen en blanco y negro, o mejor dicho, en escala de grises, a una imagen en color siendo, de nuevo, una forma de filtro o transformación.

  • Reconstrucción de imágenes: Reconstrucción, rellenado o pintado de partes corruptas de una imagen.

  • Super resolución de imágenes: Es la generación, a partir de una imagen dada, de otra similar pero con mayor resolución. Con frecuencia comparte modelos con el caso anterior.

  • Síntesis de imágenes: Un campo en fuerte desarrollo en que se genera una imagen modificada según un objetivo o, incluso, una imagen completamente nueva.

Como se puede observar, los autores se sitúan en un nivel intermedio. No entran realmente en los modelos y algoritmos, el detalle más tecnológico y prolijo, pero tampoco se enfocan en aplicaciones finales. Lo que nos ofrecen es una gama de soluciones genéricas (que se apoyarán en los algoritmos que corresponda) y que luego encuentran aplicaciones a medida que se transfieren a casos de uso específicos.

Una clasificación que, aunque quizá no sea completa o quizá otros autores plantearían de forma diferente, nos ayudan a poner un poco de orden en esa amplia gama de opciones y posibilidades que integran el fértil campo de la visión artificial.


miércoles, 14 de octubre de 2020

Inteligencia Artificial y las comparaciones odiosas

Hace unas semanas, hablábamos en este blog de la tendencia a conferir cualidades antropomórficas a robots y entes artificiales, una tendencia que puede condicionar, en general negativamente, las expectativas que depositamos en los robots.

Es fácil caer en la tentación de comparar la Inteligencia Artificial con la inteligencia natural, o de extremar lo que en realidad es poco más que una inspiración y una metáfora, que liga a las redes neuronales artificiales con el funcionamiento del sistema nervioso y el cerebro

En general esa identificación tiende a situar sobre los robots e inteligencia artificial unas expectativas superiores a lo que estas tecnologías pueden conseguir hoy día. Y, claro, cuando se produce el contraste con la realidad, es casi normal caer en la decepción. Una decepción un tanto injusta e inadecuada, sin embargo.

Un campo notorio de la Inteligencia Artificial, un campo, además, con fuertes avances en los últimos años, es la visión artificial. Leyendo precisamente sobre visión artificial, y en concreto el libro 'Modern Deep Learning and Advanced Computer Vision' de Thomas BinfordJagadeesh Kumar, J, Ruby, J. Lepika, J. Tisa y J. Nedumaan, me he encontrado otra visión curiosa e interesante sobre este tema de la comparativa entre la inteligencia humana y la artificial.

Quisiera, en primer lugar, y a modo de introducción, citar a los autores que, en mi opinión de una forma un tanto sorprendente, parecen considerar que los avances en visión artificial son todavía muy cortos, puesto que nos dicen


Computer Vision as a field of research is notoriously difficult. Almost no research  problem has been satisfactorily solved.


Parece una valoración algo dura sobre la visión artificial, y más viniendo de unos especialistas en la materia. Sin embargo, unos párrafos más adelante, vemos lo que, en el fondo, es el motivo para esa valoración tan poco positiva. Y se trata de un problema de expectativas y de comparaciones, en este caso odiosas, entre la visión natural y la artificial. Nos dicen: 


One main reason for this difficulty is that the human visual system is simply too good for many tasks (e.g., face recognition). so that computer vision methodologies suffer by comparison.


Claro, estamos comparando la visión artificial con la visión natural, un proceso que, como es bien sabido, tiene una parte sensorial pero también mucho de procesamiento cerebral. Y resulta que, en realidad, como en todos los procesos cognitivos, las prestaciones de nuestro cerebro y sistema nervioso son muy superiores, salvo en ámbitos muy acotados, a lo que pueden ofrecer los sistemas artificiales, al menos hoy día.

Los mismos autores citan otra manifestación diferente de lo negativas que resultan para nuestra valoración de la inteligencia artificial la comparativa poco reflexiva con la inteligencia natural. En este caso, nos remiten a cómo valoramos los errores de los algoritmos, que los cometen, y cómo, de forma muy diferente valoramos los errores de las personas, que también los cometen. Nos dicen:


Mistakes made by machines undermine our trust in them because, unlike with humans we cannot usually see how they failed. As a result their failure becomes generalized and we perceive a machine (wether it is a search algorithm or a robot) to be fundamentally flawed. With humans we usually understand failure because we can model their performance on our own parameters of knowledge, memory and skill. Failures  then become acceptable because we fully understand the limits of human capability.


En el fondo se trata de una lectura diferente a la habitual acerca del problema de la explicabilidad de la Inteligencia Aritficial. En general, cuando buscamos la explicabilidad lo hacemos para entender unas decisiones algorítmicas que pueden ser correctas pero que no entendemos cómo se han adoptado. En el caso que apuntan los autores, sin embargo, de lo que nos hablan son de decisiones claramente incorrectas de una máquina. En este caso, el que la forma en que las máquinas razonan no esté claro hace que las valoremos más duramente que a los humanos, porque los errores humanos sí los entendemos y comprendemos y, quizá de forma algo injusta, eso hace que los valoremos menos duramente que los de las máquinas.

La tentación de comparar la inteligencia artificial y la humana es casi irresistible. Por un lado, es cierto que existe cierta inspiración y analogía iniciales pero, sobre todo, es que esa comparativa es atractiva desde un punto de vista del discurso, del 'storytelling', de la literatura, del cine y del marketing,

Sin embargo, como los ejemplos vistos ilustran, esa comparación puede en muchos casos ser fallida y tener implicaciones negativas en nuestra comprensión y valoración de lo que la inteligencia artificial trae consigo.

Y es que, también en esta materia, las comparaciones, como en casi todos los ámbitos de la vida, acaban resultando odiosas.