Inteligencia Artificial vs Machine Learning vs Deep Learning

Inteligencia Artificial y Machine Learning o Aprendizaje Automático, a menudo se usan indistintamente sin conocer exactamente a que se refiere, pero ahora se ha agregado un nuevo término que cada vez escuchamos más y más y es Deep Learning o Aprendizaje Profundo. Estos son palabras de moda que casi todos los días escuchamos, pero ¿cuál es el significado real de cada uno de ellos? ¿cuál es la tecnología detrás de esto? ¿cómo se hacen estas funciones inteligentes?, de esto precisamente te explicaré en esta publicación.

La tecnología está cada vez más integrada en nuestra vida por minuto, y para mantener el ritmo de las expectativas de los consumidores, las empresas confían más en los algoritmos de aprendizaje para hacer las cosas más fáciles. Se puede ver su aplicación en los medios sociales, a través del reconocimiento de objetos en las fotos, o en hablar directamente con los dispositivos, como Alexa o Siri.

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Comencemos a entender que la manera más fácil de pensar en su relación es visualizandola como círculos concéntricos con Inteligencia Artificial, la idea que vino primero, la más grande y, a su vez, más compleja ya que abarca mucha más área que en conjunto forma este concepto. Seguidamente tenemos Machine Learning o como en ocasiones se le conoce Aprendizaje Automático, la que floreció más tarde y con la que sea podido acercar más a tener resultados muchos más acertados que en otras tecnologías. Y finalmente llegamos a Deep Learning o Aprendizaje Profundo, lo que está impulsando la explosión en esta área hoy en día y la que está atrayendo más y más personas a estudiarla y a su vez desarrollarla.

Ahora definamos cada una de ellas para entenderlas mejor y ver exactamente sus diferencias y a su vez sus relaciones.

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Inteligencia Artificial

La Inteligencia Artificial, en el sentido más amplio, describe las diferentes formas en que una máquina interactúa con el mundo que lo rodea. Este es el término más usado para intentar hacer que los computadores piensen de la manera en que los humanos piensan, ser capaces de simular los tipos de cosas que los humanos hacen y, en última instancia, resolver los problemas de una manera mejor y más rápida que nosotros.

La Inteligencia Artificial en sí es un término bastante genérico para resolver tareas que son fáciles para los humanos, pero difíciles para las computadoras. Incluye todo tipo de tareas, como hacer trabajos creativos, planificar, moverse, hablar, reconocer objetos y sonidos, realizar transacciones sociales o comerciales, etc.

Acuñada por primera vez en 1956 por John McCarthy, la Inteligencia Artificial implica máquinas que pueden realizar tareas características de la inteligencia humana. Aunque esto es bastante general, incluye cosas como la planificación, la comprensión del lenguaje, el reconocimiento de objetos y sonidos, el aprendizaje y la resolución de problemas.

Podemos poner la Inteligencia Artificial en dos categorías, general y estrecha. La Inteligencia Artificial general tendría todas las características de la inteligencia humana, incluyendo las capacidades mencionadas anteriormente. La Inteligencia Artificial estrecha exhibe algunas facetas de la inteligencia humana y puede hacer esa faceta extremadamente bien, pero carece de otras áreas. Una máquina que es genial para reconocer imágenes, pero nada más, sería un ejemplo de Inteligencia Artificial estrecha.

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Un ejemplo de esto lo podemos ver en los teléfonos Iphone con el asistente Siri. Una persona puede solicitarle información sobre el clima de un lugar específica y ella en poco segundos responderá con la respuesta correcta, pero ¿cómo hace esto?.

A pesar que parece simple, no lo es, acá la solicitud le llega al asistente utilizando el lenguaje natural y debe procesarlo, recuerda que es una máquina que solamente entiende ceros y unos, por lo que debe transformar la onda de sonido en algo que ella entienda, en este caso cero y uno. Una vez realizado esto debe buscar la información, lo puede hacer utilizando las aplicaciones instaladas en el celular o directamente en la web. En este caso, como lo que estamos solicitando es el clima en una ciudad busca la información directamente en la aplicación correspondiente para dar la respuesta. Acá vuelve el proceso de que una máquina se haga entender por un humano en lenguaje natural, por lo que esos cero y uno se vuelven a transformar ahora en una onda de sonido para dar la respuesta al usuario. Todo este proceso se hace en segundos, pero todo eso se logra gracias a las tecnologías tan avanzadas que tenemos hoy en día.

Este es solo un pequeño ejemplo de Inteligencia Artificial, inclusive exactamente así es como funciona Alexa, el asistente virtual de Amazon.

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Machine Learning

Pasemos ahora a hablar sobre Machine Learning. A este concepto se llegó después que por muchos años los investigadores probaron muchos enfoques para crear la Inteligencia Artificial por lo que llegaron a la conclusión de que en vez de programar computadoras para que sean inteligentes mediante rutinas de software codificadas manualmente para realizar una tarea en partículas, se les diera a las máquinas acceso a una gran cantidad de datos de muestra y los codificará para encontrar patrones y aprender por sí mismos cómo actuar la tarea.

Machine Learning es un subconjunto de la Inteligencia Artificial y es el término general para cuando los computadores aprenden de los datos. Describe la intersección de la informática y la estadística donde los algoritmos se utilizan para realizar una tarea específica sin ser programados explícitamente, en cambio, reconocen patrones en los datos y hacen predicciones una vez que llegan nuevos datos.

Así que, en lugar de rutinas de software de codificación con instrucciones precisas para realizar una tarea particular, Machine Learning es una forma de entrenar un algoritmo para que pueda aprender cómo.

El enfoque principal de Machine Learning es el de “aprender” en lugar de solo la programación de computadoras. Aquí una máquina utiliza algoritmos complejos para analizar una cantidad masiva de datos, reconocer patrones entre los datos y hacer una predicción, sin requerir que una persona programe instrucciones específicas en el software de la máquina.

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Veamos un ejemplo, tenemos este animal y queremos conocer cuál es el sonido que hace, por lo que introducimos una foto del animal a nuestro algoritmo y según la experiencia de ese, lo aprendido que data entregada, podrá reconocer al animal y determinar exactamente cuál es el sonido que hace.

Como podemos observar acá el algoritmo da una predicción de acuerdo a lo aprendido, lo cual es el propósito fundamental con está tecnología.

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Machine Learning se basa en enfoques algorítmicos que a lo largo de los años incluyeron el aprendizaje del árbol de decisiones, la programación de la lógica regresiva, el agrupamiento, el aprendizaje de refuerzo, entre otros. Pero solo los desarrollos en el área de las redes neuronales, que están diseñados para funcionar clasificando la información de la misma manera que lo hace un cerebro humano, permitieron un gran avance, y precisamente a este es lo que se le conoce como Deep Learning o Aprendizaje Profundo.

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Deep Learning

Deep Learning lleva la inteligencia de la computadora aún más lejos, estas redes imitan la conectividad del cerebro humano, clasifican conjuntos de datos y encuentran correlaciones entre ellos. Con su nuevo conocimiento, adquirido sin intervención humana, la máquina puede aplicar sus conocimientos a otros conjuntos de datos, cuantos más datos tenga la máquina a su disposición, más precisa serán sus predicciones.

Esta es la tecnología que ha tenido más auge en los últimos años, por todo lo que ha podido conseguir. Pueden ser considerados como una evolución sofisticada y matemáticamente compleja de los algoritmos de Machine Learning. El campo ha recibido mucha atención últimamente y por una buena razón, los desarrollos recientes han llevado a resultados que antes no se creían posibles.

Deep Learning describe algoritmos que analizan datos con una estructura lógica similar a la de un humano para sacar conclusiones. Nota que esto puede ocurrir tanto a través de un aprendizaje supervisado como no supervisado.

Para lograrlo, las aplicaciones de Deep Learning utilizan una estructura en capas de algoritmos llamada red neuronal artificial. El diseño de dicha red se inspira en la red neural biológica del cerebro humano, lo que conduce a un proceso de aprendizaje mucho más capaz que el de los modelos estándar de Machine Learning.

La desventaja que tiene Deep Learning es que requiere un número superior de datos, comparado con los otros algoritmos, pero el mayor inconveniente que tiene es que se requiere tecnología de punta para poder procesar los algoritmo, razón por la cual, no ha sido, hasta ahora que se ha venido desarrollando este aprendizaje.

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Un ejemplo de lo que puede hacer este algoritmo es tomar una foto en blanco y negro y colocarle color, determinando cada uno de los elementos que contiene para así determinar qué color se beneficia y cúal no.

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Inteligencia Artificial vs Machine Learning

Es normal que se utilice ambos términos de manera discriminada, por lo que a continuación se presentan varias diferencias:

  • La Inteligencia Artificial es una tecnología que permite a una máquina simular el comportamiento humano.
  • Machine Learning es un subconjunto de la Inteligencia Artificial que permite a una máquina aprender automáticamente de los datos del pasado sin necesidad de programarlos explícitamente.
  • El objetivo de la Inteligencia Artificial es hacer un sistema informático inteligente como los humanos para resolver problemas complejos.
  • El objetivo de Machine Learning es permitir que las máquinas aprendan de los datos para que puedan dar resultados precisos.
  • En la Inteligencia Artificial, hacemos sistemas inteligentes para realizar cualquier tarea como un humano.
  • En Machine Learning, enseñamos a las máquinas con datos a realizar una tarea particular y dar un resultado preciso.
  • Machine Learning y Deep Learning son los principales subconjuntos de la Inteligencia Artificial.
  • Deep Learning es un subconjunto principal de Machine Learning.
  • La Inteligencia Artificial tiene un alcance muy amplio.
  • Machine Learning tiene un alcance limitado.
  • La Inteligencia Artificial está trabajando para crear un sistema inteligente que pueda realizar varias tareas complejas.
  • Machine Learning trabaja para crear máquinas que pueden realizar solo aquellas tareas específicas para las que están entrenadas.
  • El sistema de Inteligencia Artificial se preocupa por maximizar las posibilidades de éxito.
  • Machine Learning se preocupa principalmente por la precisión y los patrones.
  • En función de las capacidades, la Inteligencia Artificial puede dividirse en tres tipos, que son Inteligencia Artificial débil, general y fuerte.
  • Machine Learning también puede dividirse principalmente en tres tipos que son el aprendizaje supervisado, no supervisado y reforzado.

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Machine Learning vs Deep Learning

 Esta es una pregunta común y si has llegado hasta acá, probablemente ya sepas que no deberías ser preguntada de esa manera. Los algoritmos de Deep Learning son algoritmos de Machine Learning. Por lo tanto, sería mejor pensar en lo que hace que Deep Learning sea especial dentro del campo de Machine Learning. La respuesta:

  • La estructura del algoritmo de redes neuronales.
  • La menor necesidad de intervención humana
  • Los mayores requerimientos de datos

En primer lugar, mientras que los algoritmos tradicionales de Machine Learning tienen una estructura bastante simple, como la regresión lineal o un árbol de decisiones, Deep Learning se basa en una red neuronal artificial de varias capas, como el cerebro humano, compleja y entrelazada.

En segundo lugar, los algoritmos de Deep Learning requieren mucha menos intervención humana, las características se extraen automáticamente y el algoritmo aprende de sus propios errores.

En tercer lugar, Deep Learning requiere muchos más datos que un algoritmo tradicional de Machine Learning para funcionar correctamente. Machine Learning funciona con mil puntos de datos, Deep Learning a menudo solo con millones. Debido a la compleja estructura multicapa, un sistema de Deep Learning necesita un gran conjunto de datos para eliminar las fluctuaciones y hacer interpretaciones de alta calidad.

Deep Learning está todavía en su infancia en algunas áreas, pero su poder es ya enorme. Se aprovecha principalmente por las grandes empresas con vastos recursos financieros y humanos, ya que la construcción de algoritmos de Deep Learning solía ser compleja y costosa. Pero esto está cambiando.

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Deep Learning vs Redes Neuronales

Lo profundo en Deep Learning se refiere a la profundidad de las capas en una red neuronal. Una red neuronal que consta de más de tres capas, que incluirían las entradas y la salida, puede considerar un algoritmo de Deep Learning.

La mayoría de las redes neuronales profundas son de alimentación, lo que significa que fluyen en una sola dirección de la entrada a la salida. Sin embargo, también puede entrenar el modelo a través de la retropropagación, es decir, moverse en dirección opuesta de la salida a la entrada. La retropropagación nos permite calcular y atribuir el error asociado a cada neurona, permitiéndonos ajustar y encajar el algoritmo apropiadamente.

Deep Learning es un subconjunto especializado de Machine Learning que, a su vez, es un subconjunto de la Inteligencia Artificial. En otras palabras, Machine Learning es un tipo de Inteligencia Artificial y Deep Learning es una parte especialmente compleja de Machine Learning.

Dicho esto en otras palabras, la Inteligencia Artificial implementan todas las técnicas posibles que permite a las computadoras imitar a los humanos. Machine Learning o Aprendizaje Automático, es un subconjunto de Inteligencia Artificial que utiliza métodos estadísticos para permitir que las máquinas mejoren las experiencias. Y finalmente Deep Learning o Aprendizaje Profundo, es un subconjunto de Machine Learning que hace sea factible el cálculo de la red neuronal multicapa.

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Respuesta a la pregunta del video

Opción 1: Podemos poner la Inteligencia Artificial en dos categorías, general y estrecha.

Respuesta Correcta.

Opción 2: Los algoritmos tradicionales de Machine Learning tienen una estructura bastante simple mientras que Deep Learning se basa en una red neuronal artificial de varias capas.

Respuesta Correcta.

Opción 3: Lo profundo en Deep Learning se refiere a la profundidad de las capas en una red neuronal.

Respuesta Correcta.

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