La inteligencia artificial y las limitaciones del aprendizaje profundo

Durante los últimos seis años el aprendizaje profundo se ha convertido en titular de periódicos y objeto de innumerables artículos en medios tecnológicos y generalistas, convirtiéndose en la técnica de moda de la inteligencia artificial. The New York Times llegó a afirmar en 2016 que el aprendizaje profundo estaba preparado para reinventar la ciencia computacional (The Great A.I. Awakening).

La popularidad del término deep learning o aprendizaje profundo despega en 2012 gracias a trabajos como el de los profesores de la Universidad de Toronto Alex Krizhevsky, lya Sutskever y Geoffrey E. Hinton ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks, que ponen en evidencia la capacidad de las redes neuronales para clasificar objetos. En este caso, los autores consiguieron que su sistema clasificara 1,2 millones de imágenes de alta resolución en 1.000 categorías distintas, dentro del concurso de algoritmos ImageNet Large Scale Visual Recognition Competition (ILSVRC).

Sin embargo, hay científicos como Gary Marcus que rebajan las expectativas del deep learning, no negando su utilidad y valor, pero señalando sus limitaciones y la necesidad de combinarlo con otras técnicas de inteligencia artificial para que esta realmente pueda alcanzar todo su potencial. Marcus es experto en psicología cognitiva y profesor en la Universidad de Nueva York. Ha plasmado su visión sobre las limitaciones del aprendizaje profundo en el paper Deep Learning: A Critical Appraisal, que ha generado un encendido debate entre los expertos en inteligencia artificial desde que fue publicado en enero.

Su tesis es que el aprendizaje profundo ha cosechado grandes logros en campos como el reconocimiento del lenguaje natural, el reconocimiento de imágenes, la traducción y también juega un papel importante en el funcionamiento de numerosas aplicaciones de la inteligencia artificial que están desarrollándose en la actualidad, pero, a su juicio, la evolución del deep learning se está acercando a un muro.

Estableciendo un paralelismo con la neurología, las redes neuronales de la inteligencia artificial permiten generar sistemas que imitan el funcionamiento del cerebro en la forma en que este clasifica la información recibida, por ejemplo, identificando objetos en función de los rasgos que contienen. Se trata de programas que realizan sus diagnósticos o predicciones basándose en la probabilidad. Su forma de aprendizaje contempla la retroalimentación; en sucesivas vueltas reciben el grado de acierto de sus dictámenes y realizan las correcciones oportunas. Un sistema de prueba y error similar al que empleamos los humanos al realizar una tarea nueva. El concepto de aprendizaje profundo o deep learning hace referencia a que las redes neuronales tienen una estructura basada en numerosas capas, en general más de 10, aunque actualmente están en pruebas algunas con más de 100.

Gary Marcus afirma que el aprendizaje profundo es utilizado especialmente como un sistema de clasificación, de forma que la red neuronal debe decidir a qué categoría o grupo de categorías pertenece un determinado elemento. Por ejemplo, en el reconocimiento del lenguaje natural, la red debe asociar grupos de sonidos del habla humana con categorías como pueden ser palabras o fonemas. En el caso del reconocimiento de objetos, el sistema aprende a relacionar una serie de imágenes con sus etiquetas o categorías, por ejemplo, la imagen de un coche con la etiqueta “automóvil”.

Pero Marcus piensa que el alcance del deep learning es limitado, precisamente porque se alimenta de cantidades inmensas de información y esta es un bien escaso. En la medida en que un sistema se enfrente a un input del que no ha tenido un ejemplo previo, por ejemplo, una foto o una palabra, y se ve obligado a extrapolar en base a datos genéricos, los resultados que ofrezca pueden resultar más imprecisos. Puede ser, por ejemplo, una determinada pronunciación que un sistema de reconocimiento del lenguaje no tiene registrada y que le haga confundir una palabra o expresión por otra.