Aprendizaje profundo (Deep learning)

NATURALEZA

Es un concepto de IA propiamente dicho.

CONCEPTO

El aprendizaje profundo es un método de la inteligencia artificial (IA) que enseña a las computadoras a procesar datos de una manera que se inspira en el cerebro humano, es decir, a través de la experiencia. En el caso de las máquinas potenciadas por el software y el hardware de IA, las experiencias a través de las cuales aprenden se definen mediante los datos que adquieren. La cantidad y calidad de estos datos determinan cuánto pueden aprender.
El aprendizaje profundo es una rama del aprendizaje automático, pero, a diferencia de los algoritmos utilizados por este (que tienen una capacidad finita de aprendizaje independientemente de cuántos datos adquieran), los sistemas de aprendizaje profundo pueden mejorar su rendimiento no solo al poder acceder a mayor número de datos, sino por el modo en que aprenden de esos datos. Con ello se puede conseguir que la máquina tenga más “experiencia”.
Se basa en redes neuronales artificiales, las cuales se componen de varias capas, cada una de las cuales contiene, a su vez, unidades que transforman los datos de entrada en información que la siguiente capa puede utilizar para una tarea de predicción determinada. Es decir, la máquina aprende a través de su propio procesamiento de datos (mientras que en el aprendizaje automático se debe indicar al algoritmo como realizar una predicción precisa).
Por ejemplo, un modelo de aprendizaje profundo son las “redes neuronales convolucionales” que se pueden entrenar con millones de imágenes(por ejemplo, las que contienen pájaros). La red clasifica los grupos de píxeles de la imagen que representan las características de un pájaro (pico,patas, plumas). Las capas inferiores se dedicarán a reconocer cosas sencillas (forma básica, color), las superiores a cosas más complejas (el pico,las patas), y las de más arriba sumarán todos los datos hasta llegar a la conclusión de que se trata de un pájaro. Tras examinar un gran número de imágenes, el modelo aprenderá las características que representan un pájaro. Es decir, el reconocimiento de esas características se hace de forma autónoma.
No hay una única definición de aprendizaje supervisado, pero, en general, las distintas definiciones tienen en común que nos encontramos ante múltiples capas de procesamiento no lineal para extraer y transformar variables, y el uso del aprendizaje supervisado o no supervisado por los algoritmos de representaciones características en cada capa. Las capas forman una jerarquía de características que van desde un nivel de abstracción más bajo hasta uno más algo.

IMPORTANCIA

Como en los otros tipos de aprendizaje que se examinan en este glosario, el conocimiento de este concepto es importante para un técnico de IA porque, junto con el aprendizaje automático, se pueden crear equipos que realicen tareas como el reconocimiento de imágenes o de voz.Asimismo, el aprendizaje profundo se utiliza en la IA generativa, que es capaz de generar contenido nuevo con las técnicas de aprendizaje profundo, por ejemplo, crear imágenes.
Asimismo, son necesarios una gran cantidad de datos (aunque no estén estructurados). Por lo tanto, es también importante conocer la procedencia de esos datos, cómo se obtienen y seleccionan, y qué metodologías se aplica a los mismos. De nuevo, ha de poder comprobarse no solo que se respeta la normativa de protección de datos; sino también que los datos utilizados para que la máquina aprenda no puedan producir un sesgo que dé como resultado final la afectación a derechos fundamentales. Además, en el caso de su uso en IA generativa, la posibilidad de crear nuevo contenido plantea la cuestión del respeto de los derechos de autor o de propiedad intelectual, pues el modelo se habrá entrenado por ejemplo con imágenes que pueden estar protegidas por derechos de autor.

USOS Y RIESGOS

Los sistemas de aprendizaje profundo se están utilizando en muchas áreas como atención sanitaria, transporte, finanzas, robótica, etc., por su capacidad para identificar patrones en datos no estructurados. Así, en el ejemplo ya señalado para identificar pájaros en imágenes, o en materia sanitaria detectar enfermedades a través, por ejemplo, de resonancias magnéticas.
En cuanto a los riesgos, se señalan varios que podrían conducir a lo que se llama el momento Minsky: el punto en el que un sistema basando en el aprendizaje profundo se vuelve tan complejo que no es posible comprenderlo y mantenerlo, generando errores y fallos. Comprender bien cómo funcionan es extremadamente difícil generándose un efecto caja negra (ver término en el glosario).
Otro riesgo relevante es el sobreajuste, cuando el modelo se ajusta demasiado a los datos de entrenamiento, que puede conducir a predicciones inexactas sobre nuevos datos. Esto podría tener graves consecuencias en aplicaciones que usan, por ejemplo, los vehículos autónomos.

Desde el ámbito jurídico, como se ha adelantado en otras entradas, los riesgos deben centrarse siempre en la etapa de recolección y entendimiento de los datos, garantizar el respeto de la normativa de protección de datos y que no se produzcan sesgos.

BIBLIOGRAFÍA
AUTORES

Covadonga Ferrer

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