Historia de la Inteligencia Artificial

INTRODUCCIÓN

Para conocer lo que es la inteligencia artificial es necesario conocer su historia, quienes fueron los precursores de esta ciencia y cuáles fueron las primeras invenciones de I.A, toda esta información es necesaria para el que esté interesado en la ingeniería computacional, informática o electrónica.

Aunque en ciertas ocasiones el estudio de la historia de las otras ciencias sea tedioso en la I.A es necesario conocer bien como comenzó, que experimentos se desarrollaron con el fin de evitar caer en errores del pasado y lograr avanzar cada vez en esta ciencia

OBJETIVOS

El objetivo de esta publicación es conocer quienes intervinieron en la historia de la inteligencia artificial y cuáles fueron los principales precursores de esta ciencia

MARCO TEÓRICO

Génesis de la inteligencia artificial (1943-1955)

En el año 1943 Warren McCulloch y Walter Pitts  fueron reconocidos como los autores del primer trabajo de inteligencia artificial el cual suponía tres conceptos básicos que son:

• La fisiología básica y el funcionamiento de las neuronas en el cerebro.
• El análisis de la lógica proposicional de Russell y Whitehead.
• La teoría computacional de Alan Turing.

Ellos propusieron un sistema basado en neuronas artificiales en las que estas neuronas tenían dos estados activado y desactivado, la activación de cada neurona venia de los estímulos de las otras neuronas vecinas.

Imagen 1: Warren McCulloch y Walter Pitts 

McCulloch y Pitts demostraron que los conectores lógicos se podían implementar usando estructuras de red simples, ademas propusieron la regla de la actualización de conexión de las neuronas llamada ahora aprendizaje Hebbiano o de Hebb.

Los dos estudiantes del departamento de matemáticas de Princeton, Marvin Minsky y Dean Edmonds construyeron en 1951 el primer computador a partir de una red neuronal, se llamaba SNARC y fue creado con 3.000 válvulas de vacío y un mecanismo de piloto automático sacado de un avión bombardero, de ésta manera el computador simulaba una red neuronal con 40 neuronas interconectadas. Aunque las teorías presentadas por estos dos estudiantes, a lo largo del tiempo fue demostrado que dieron uno de los primeros pasos en la IA, ademas Marvin Minsky probó teorías que demostraban que la investigación sobre las redes neuronales en ese entonces era muy limitada.

Imagen 2: Marvin Minsky

Alan Turing es uno de los pioneros de la Inteligencia artificial, el publico un articulo llamado "Computing machinery and Intelligence" en el que proponía su prueba  prueba denominada The Imitation Game, ademas de esto Turing también demostró el aprendizaje automático, los algoritmos genéricos y el aprendizaje por refuerzo.

Imagen 3: Alan Turing 

Nacimiento de la inteligencia artificial (1956)

John McCarthy, estudiante de Princeton también fue una de las figuras importantes en la historia de la IA, MacCarthy junto a Minsky, Claude Shannon y Nathaniel Rochester proponía realizar arduas investigaciones sobre las redes neuronales, la teoría de los autómatas  que son máquinas capaces de realizar una acción de manera autónoma sustituyendo a un ser humano en algunos oficios y los conceptos de la IA.

Alien Newell y Herbert Simón eran en ese entonces los personajes de la Inteligencia Artificial más sonados y preferidos por la ciencia, y es  que aunque existían muchos autores de teorías interesantes, Newell y Simón tenían ya un programa que podía pensar de manera no numérica.

El taller de Dartmouth creado en 1956 por MacCarthy y 10 asistentes más, no tuvo ningún progreso después del programa de razonamiento teórico lógico,y mientras pasaban 20 años el taller estuvo a cargo de personas que pertenecían a MIT, CMU, Stanford e IBM, sin embargo se podría decir que un avance fue darle un nombre a ésta ciencia, y fue denominada Inteligencia Artificial por John McCarthy.

La inteligencia artificial no podría pertenecer a las matemáticas porque no se trata de simular la resolución de problemas matemáticos, se trata de la correcta toma de decisiones para obtener beneficios, como se hace en economía, verificando las restricciones que se tienen como en investigación operativa, y obviamente de la metodología para realizar las acciones, todos éstos puntos y más son tomados en cuenta en la IA unicamente.

Entusiasmo inicial, grandes esperanzas (1952-1969)

Cuando la inteligencia artificial apenas nacía todas las pruebas realizadas o la mayoría eran consideradas un gran avance tomando en cuenta que los computadores apenas salían al mercado y únicamente realizaban operaciones matemáticas, a pesar de que muchos pensaban que un computador jamás podría realizar tareas Simón y Newell crearon el SRGP, después del Teorico Lógico este programa solucionaba problemas prácticamente de la manera en la que lo realizaría un ser humano,por lo tanto podría considerarse como el primer sistema que simuló el pensamiento humano.

• Después del éxito que tuvo SRGP, Simón y Newell en 1976 formularon la hipótesis de sistema de símbolos físicos la cual indicaba que cualquier ser humano o máquina con inteligencia debe manipular una estructura de datos compuesta por símbolos.
• Arthur Samuel en 1952 creó un conjunto de programas para el juego de damas y permitió que el computador juegue incluso mejor que el creador del programa, con ésto obviamente queda atrás la teoría que nos indica que los computadores sólo hacen lo que nosotros pidamos, este programa fue presentado en televisión en 1956 por primera vez, y causo una gran sensación.
• Herbert Gelernter construyó en 1959 el DTG o demostrador de teoremas de geometría, el cual sirvió para muchos estudiantes que consideraban a estos problemas, muy complejos.
• En 1958, de nuevo John MacCarthy hace historia definiendo el segundo lenguaje de alto nivel llamado Lisp  y el cual se convirtió en el lenguaje oficial de la IA, es necesario saber que el primer lenguaje de programación es Fortran. Para MacCarthy era un poco dificil el uso de los computadores debido a la escases de cursos de cómputo, es por esto que unido con otros colegas de MIT inventaron el tiempo compartido.
• De la misma manera que programas como Teórico Lógico y el Demostrador de Teoremas de Geometría, MacCarthy diseño un programa para la solución de problemas mediante el conocimiento.
• Minsky se integró a MIT en 1958 y se encontraba muy interesado en hacer que los programas funcionaran desarrollando así el punto de vista anti-lógico, y mientras que MacCarthy en 1963 creaba el laboratorio de IA en la Universidad de Stanford, Minsky guiaba a estudiantes que eligieron un número de problemas limitados en donde su solución requería inteligencia.
• SAINT fue creado en 1963 por James Slagle y resolvía integrales en cálculos.
• STUDENT creado por Daniel Bobrow  en 1967 resolvía problemas de álgebra.
• ANALOGY de Tom Evans fue creada en 1968 y resolvía problemas de la analogía geométrica, generalmente usados para medir la inteligencia.

Una dosis de realidad (1966-1973)

En los primeros años de la IA la emoción por el desarrollo de la misma era impresionante, fue asi que en 1957 Herbert Simon dijo:  

"Sin afán de sorprenderlos y dejarlos atónitos, pero la forma más sencilla que tengo de resumirlo es diciéndoles que actualmente en el mundo existen máquinas capaces de pensar, aprender y crear. Además, su aptitud para hacer lo anterior aumentará rápidamente hasta que (en un futuro previsible) la magnitud de problemas que serán capaces de resolver irá a la par que la capacidad de la mente humana para hacer lo mismo".

La confianza de Simon en la IA se debía a los grandes avances y pruebas aparentemente fiables de resolución de problemas, por lo cual él aseguraba que en unos 10 años un computador podría ser campeón de ajedrez y si bien es cierto las predicciones que Simon tenia se cumplieron no fue para nada en el tiempo que en el estableció sino que más bien 40 años después.

Los programas creados al principio de la IA, que servían para la resolucióon de algunos tipos de problemas, en realidad carecían de investigación y funcionaban solamente para problemas demasiado básicos.

El traductor fue uno de los programas que en un principio dejó un tanto en ridículo a la IA, y es que para traducir lo que alguien dice o escribe se necesita más que solo conocimiento de palabras si no también centrar de qué tema se está tratando, es por esto que la traducción del ruso al inglés fue la siguiente:

Imagen 4: Traducción del ruso al español 

Después de realizadas varias pruebas sin éxitos en el programa de traducción, el gobierno quitó la ayuda económica para ésta investigación y quedó olvidada por un tiempo, obviamente los traductores que hoy tenemos son mucho más avanzados que los de antes sin embargo aún se pierden datos importantes en la traducción.

Otra de las realidades que enfrentó la IA , era que los programas que en principio eran funcionales demostraron que no lo eran tanto ya que solo tenían un pequeño número de variantes u opciones correctas, luego estos programas fueron creados con unas decenas más de opciones sin embargo aún no funcionaban correctamente.

Se plantearon ideas que resultaban impresionantes a simple vista pero que no obtuvieron buenos resultados como las mutaciones aleatorias que requerían largas horas de trabajo de un CPU o varios y la evolución automática.

Sistemas basados en el conocimiento: ¿clave del poder? (1969-1979)

Los métodos débiles era la forma en la que se enlazaban elementos de razonamiento básico y asi encontraban soluciones completas a los problemas planteados.

DENDRAL llegó a tener tanto éxito por ser el primer sistema de conocimiento, éste fue diseñado en Standford en  1969 por Ed Feigenbaum , Bruce Buchanan y Joshua Lederberg y es un programa de análisis químico que permite enumerar todas las estructuras posibles de las moléculas mediante un proceso de búsqueda de generación y prueba jerárquica que se divide en tres partes funcionales: plan, generación y prueba.(Santana, R.2004).

MYCIN es otro sistema experto desarrollado en 1976 por Edgar Shortliffe, Feigenbaum, Buchanan y al igual que DENDRAL fue escrito en lenguaje lisp. Este programa utilizaba 450 reglas aproximadamente y verificaba las infecciones sanguíneas-

Schank y  tros compañeros de trabajo y como Abelson, 1977, Wilensky, 1978, Schank y Riesbeck, 1981 y  Dyer, 1983 se enfocaron en la comprensión del lenguaje natural.

La IA se convierte en una industria (desde 1980 hasta el presente)

En 1982 por McDermott se creó el primer sistema experto comercial llamado R1 el cual utilizaba la elaboración de pedidos informáticos, 4 años más tarde R1 representó un ahorro de aproximadamente 40 millones de dólares al año y en 1988 la inteligencia artificial distribuía mas de 40 sistemas expertos.

En la pelea de Japón y EEUU, por quién investigaba y desarrollaba más en la IA, ésta pertenecía a un proyecto que involucraba diseño de chips y la relación del ser humano con las máquinas.

Regreso de las redes neuronales (desde 1986 hasta el presente)

Físicos como John Hopfield en 1982 utilizaron técnicas de la mecánica estadística para analizar las propiedadesde almacenamiento y optimización de las redes, tratando colecciones de nodos como colecciones de átomos, por otro lado Psicólogos como David Rumelhart y Geoff Hinton continuaron con el estudio de modelos de memoria basados en redes neuronales.

Imagen 5: Modelo de redes neuronales

IA se convierte en una ciencia (desde 1987 hasta el presente)

La IA no podría dejar de ser considerada una ciencia, se han dado demasiadas investigaciones y se han comprobado tantas teorías que la IA fue separada también de las ciencias informáticas y las hipótesis que se planteen deben someterse a rigurosos experimentos y los resultados se analizan estadísticamente.

Si se enfoca a la IA como una ciencia Romero,  Dafonte,  Gómez y Penousal en su libro indican que:

"El estudio del comportamiento inteligente, siendo su fin conseguir una teoría de la inteligencia que explique la conducta que se produce en seres de natural inteligentes, y que guíe la creación de entes artificiales capaces de alcanzar dicho proceder inteligente".(Wells, W.M., 1986).

Aporte: Cosmobot, competiciones de robots inteligentes 
Cosmobot es el nombre que se le a dado a un conjunto de competiciones de robots inteligentes, también es una de las competiciones de robots mas importantes de España. El objetivo de estas competición es divulgar tres valores importantes: el trabajo en grupo, la investigación practica y la orientación a los resultados. 
Estas competiciones duran alrededor de dos días y tiene la participación de ingenieros, investigadores y especialistas en electrónica dedicados a la construcción de robots.
Algunos de los ganadores de Cosmobot han sido personajes de primera linea de proyecto R+D.

Imagen 6: Cosmobot, presentación de pelea de robots sumo.

CONCLUSIONES

La historia de la inteligencia artificial ha logrado ayudar a los aportes nuevos de esta ciencia, se puede decir que aunque la inteligencia artificial no a logrado avanzar a pasos agigantados se ha avanzado de manera significativa con las invenciones y pruebas que se crearon los principales precursores de esta ciencia.

Alan Turing es uno de los principales precursores y se podría decir que hasta el padre de la I.A gracias a sus máquinas y pruebas que llevo a cabo durante sus investigaciones.

La inteligencia artificial está en evolución y se puede decir que en unos años esta ciencia puede desarrollarse de una manera más rápida

BIBLIOGRAFIA

Romero, J; Dafonte, C; Gómez, A; Penousal, J. 2007. Inteligencia Artificial y Computación Avanzada. ES. Colección Informática nº 13. p 400.

Russell, S y Norvig, P. 2008. Inteligencia Artificial Un Enfoque Moderno. 2 ed. España. Pearson Education. p 34-47.