Conceptos fundamentales de la inteligencia artificial (IA)

miércoles, julio 10, 2024

Conceptos clave de la inteligencia artificial (IA)

En este boletín, exploraremos algunos conceptos fundamentales de la inteligencia artificial (IA) de manera amigable y sencilla para un público no experto. Estos conceptos son esenciales para comprender cómo la IA puede ser aplicada en diversos campos, incluyendo el sector turístico.

La inteligencia artificial (IA) es la simulación de procesos de inteligencia humana por parte de máquinas, especialmente sistemas informáticos. Estos procesos incluyen:

  • Aprendizaje: la capacidad de adquirir y aplicar conocimientos.
  • Razonamiento: la capacidad de resolver problemas y tomar decisiones.
  • Autocorrección: la capacidad de mejorar y optimizar los procesos con el tiempo.

 

Breve evolución histórica de la IA

  • 1956: el nacimiento de la IA. La IA como campo de estudio se estableció en 1956 durante la conferencia de Dartmouth, donde se creó el primer programa de IA capaz de jugar ajedrez.
  • Décadas de los 60 y 70: primeros avances y limitaciones. Los primeros sistemas de IA eran limitados y solo podían resolver problemas específicos. Durante este tiempo, se desarrollaron lenguajes de programación como LISP.
  • Décadas de los 80 y 90: auge de los sistemas expertos. Se desarrollaron sistemas expertos que podían simular el juicio y comportamiento de un experto humano en áreas específicas. Ejemplo: MYCIN, un sistema para diagnosticar infecciones bacterianas.
  • 2000s: aprendizaje automático y big data. El aprendizaje automático (machine learning) ganó popularidad, aprovechando la capacidad de las máquinas para aprender de grandes volúmenes de datos. Empresas como Google y Amazon comenzaron a implementar IA en sus servicios.
  • 2010s: redes neuronales y deep learning. El desarrollo de redes neuronales profundas (deep learning) permitió avances significativos en reconocimiento de voz, imágenes y procesamiento del lenguaje natural (NLP). Ejemplo: AlphaGo de Google DeepMind, que venció a un campeón mundial de Go.
  • 2020s: LLMs. Los modelos de lenguaje a gran escala, como ChatGPT, Gemini, o Cloude revolucionaron el procesamiento del lenguaje natural. Estos modelos pueden generar texto coherente y relevante, realizar traducciones, responder preguntas y más.

 

Modelos de lenguaje a gran escala (Large Language Models)

Los modelos de lenguaje a gran escala son sistemas de IA entrenados para comprender y generar texto. Estos modelos utilizan grandes cantidades de datos textuales para aprender patrones y estructuras del lenguaje, lo que les permite realizar tareas como traducción de idiomas, redacción de textos, respuesta a preguntas y más. Un ejemplo conocido es el modelo GPT-4 de OpenAI.

 

Cómo funcionan los modelos de lenguaje a gran escala

Estos modelos procesan texto en fragmentos llamados "tokens". Un token puede ser una palabra, una parte de una palabra o incluso un carácter. Por ejemplo, la palabra "viaje" puede ser un solo token, mientras que una palabra más larga como "reservación" puede dividirse en varios tokens. Los modelos de lenguaje utilizan estos tokens para predecir la siguiente palabra en una oración basándose en el contexto proporcionado por las palabras anteriores.

Para más detalles sobre cómo funcionan los modelos de lenguaje a gran escala, puedes consultar Cloudflare.

En su artículo, Cobus Greyling [1] analiza el impacto significativo de los modelos de lenguaje a gran escala (LLMs) en seis zonas distintas, destacando los requisitos y oportunidades para productos y servicios en cada una. [1] Para más detalles, consulta el artículo completo de Cobus Greyling en Medium.

  • Zona 1 — Modelos de Lenguaje a Gran Escala disponibles: Los LLMs se están expandiendo para incluir modelos multimodales que manejan imágenes, audio y más, conocidos como "Modelos Base". Se han diversificado con modelos específicos para tareas y muchos de código abierto. Nuevas técnicas de prompting mejoran el rendimiento, avanzando hacia la autonomía del modelo mediante el descubrimiento, diseño, desarrollo y entrega de datos.
  • Zona 2 — Casos de uso generales: Inicialmente, los LLMs se entrenaban para tareas específicas. Recientes desarrollos han permitido que los modelos integren múltiples capacidades, mejorando su rendimiento. Implementaciones clave incluyen generación y análisis de texto, y reconocimiento de voz (ASR), que convierte el habla en texto, abriendo grandes cantidades de datos de lenguaje grabado para el entrenamiento y uso de LLMs.
  • Zona 3 — Implementaciones específicas: Modelos de uso específico, divididos entre LLMs generales y asistentes digitales basados en LLM, como ChatGPT, HuggingChat y Cohere Coral.
  • Zona 4 — Modelos: Proveedores principales de LLMs ofrecen modelos con conocimiento incorporado y funcionalidad para traducción de idiomas, interpretación y escritura de código, y gestión de diálogos y contexto mediante ingeniería de prompts.
  • Zona 5 — Herramientas base: Incluye herramientas para aprovechar los LLMs, como tiendas de vectores, entornos de prueba y herramientas de ingeniería de prompts. Plataformas como HuggingFace permiten la interacción sin código a través de tarjetas de modelo y APIs de inferencia simples. Se destacan herramientas centradas en datos para uso repetible y de alto valor de los LLMs, abordando la necesidad futura de descubrimiento, diseño, desarrollo y entrega de datos.
  • Zona 6 — Interfaces de usuario final: Aplicaciones que se centran en la generación de ideas, asistentes de contenido y escritura, enfocándose en la experiencia del usuario, añadiendo valor entre los LLMs y la experiencia del usuario.

 

Tokens

Un token es una unidad de texto que los modelos de lenguaje utilizan para procesar y generar texto, siendo esenciales para dividir el texto en partes manejables y predecir el siguiente fragmento en base al contexto. Por ejemplo, en la frase "El hotel está cerca de la playa", cada palabra puede ser un token. Los tokens pueden variar desde un carácter hasta una palabra completa.

Por ejemplo, ¡la frase “ChatGPT es increíble!" se compone de 5 tokens: ["ChatGPT", " es", " increíble", "!"]. Un ejemplo más complejo es “La IA es divertida (y desafiante)", que consta de 7 tokens: ["La", " IA", " es", " divertida", " (", "y", " desafiante", ")]. El conteo y manejo de tokens es crucial para el rendimiento de los modelos de lenguaje, ya que influye en su capacidad para comprender y generar texto de manera coherente y precisa.

 

 

Russell Kohn en Mastering Token Limits and Memory in ChatGPT and other Large Language Models.

Para entender más sobre los tokens y cómo se cuentan, puedes visitar OpenAI Tokenizer y OpenAI Help.

 

Modelos base (Foundation Models)

Los modelos base son una clase de modelos de IA entrenados con grandes volúmenes de datos no etiquetados. Estos modelos sirven como una base sólida que puede ajustarse para realizar una variedad de tareas específicas. La predicción es una de sus capacidades más importantes. Estos modelos analizan patrones en los datos para hacer predicciones precisas sobre información nueva.

 

Funcionamiento de la predicción

La predicción en los modelos de lenguaje funciona mediante la generación de la palabra más probable que sigue a una secuencia de palabras dadas. El modelo evalúa el contexto proporcionado por las palabras anteriores y utiliza su entrenamiento para predecir la siguiente palabra o frase, ajustando sus parámetros para minimizar los errores en sus predicciones.

 

Entrenamiento de modelos

El entrenamiento de modelos de IA implica alimentar grandes cantidades de datos al modelo y ajustar sus parámetros para que pueda realizar tareas específicas de manera efectiva. Durante el entrenamiento, el modelo aprende a identificar patrones y relaciones en los datos, lo que le permite hacer predicciones precisas y generar texto coherente. Este proceso puede requerir una cantidad significativa de recursos computacionales y tiempo.

 

Importancia del idioma

De acuerdo con el Foro Económico Mundial, la inteligencia artificial generativa se entrena principalmente en unos pocos de los 7,000 idiomas del mundo, lo que genera sesgos y errores, a veces con consecuencias serias. La imagen adjunta muestra los idiomas más utilizados en Internet según el conjunto de datos Common Crawl, destacando la preponderancia del inglés y las implicaciones de esta tendencia.

El inglés domina el internet, y por ende, los modelos de Inteligencia Artificial.

 

 

Relevancia del idioma en el entrenamiento

Los modelos de IA generativa, como ChatGPT, son principalmente entrenados en inglés debido a la abundancia de datos disponibles en este idioma. El inglés representa el 46% del contenido en la web, lo que facilita la recopilación de datos y el entrenamiento de modelos con alta precisión en este idioma. Sin embargo, esta concentración de datos en inglés introduce sesgos y puede llevar a errores cuando se aplican estos modelos en otros idiomas.

 

Limitaciones del uso de modelos en español

El español representa solo el 4% del contenido en la web según la imagen, lo que implica una menor cantidad de datos disponibles para entrenar modelos de IA en este idioma. Esto puede resultar en:

  • Menor precisión: los modelos pueden no captar matices culturales y lingüísticos específicos del español.
  • Mayor sesgo: la falta de datos diversificados en español puede introducir sesgos, afectando la calidad y relevancia de las respuestas.
  • Errores en la generación de texto: la probabilidad de errores aumenta debido a la menor cantidad de datos utilizados para entrenar modelos en español.

 

Para un uso a menor escala y cuando se tengan limitaciones para generar contenido de determinada complejidad o datos limitados en español, se puede aplicar el siguiente proceso, el cual es dispendioso y en parte ineficiente, pero permite el acceso a mayor cantidad de datos:

 

Crear Contenidos en Inglés y Luego Traducirlos:

  1. Definir el prompt en español.
  2. Traducirlo al inglés.
  3. Introducir el prompt en inglés para aprovechar la robustez de los modelos de IA en este idioma.
  4. Finalmente, traducir el contenido al español.

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