Mapa de la inteligencia artificial: qué es cada cosa y cómo encaja todo
Inteligencia artificial, aprendizaje automático, aprendizaje profundo, modelos de lenguaje y agentes de IA: cómo se relacionan, en una sola página. Parte introductoria de la serie Fundamentos de IA.
Serie Fundamentos de IA Parte 1 de 52
- Mapa de la inteligencia artificial: qué es cada cosa y cómo encaja todo
- Breve historia de la inteligencia artificial: de Turing a los modelos de lenguaje
- Datos, modelo, entrenamiento, inferencia: los conceptos básicos en un solo ejemplo
- Cómo leer la notación matemática: símbolos, subíndices, sumatorios y cuantificadores
- Conjuntos y relaciones: las piezas con las que se construyen las definiciones en IA
- Funciones y aplicaciones: por qué todo modelo de IA es una función
- Lógica y demostraciones: las reglas con las que se razona en IA
- Grafos y árboles: la estructura sobre la que se apoyan la búsqueda y las redes neuronales
- Álgebra lineal para aprendizaje automático: vectores, matrices y por qué la IA sobre todo multiplica
- Derivadas, gradiente y regla de la cadena: cómo sabe un modelo en qué dirección aprender
- Descenso de gradiente: cómo aprende un modelo
- Qué es la probabilidad: del lanzamiento de un dado a los axiomas de Kolmogórov
- Probabilidad condicionada y teorema de Bayes: cómo cambiar una estimación cuando te enteras de algo nuevo
- Variable aleatoria y función de distribución: una sola función que lo dice todo sobre la distribución
- Función de densidad y función de probabilidad: por qué una variable continua tiene probabilidad cero en cada punto
- Esperanza, varianza y covarianza: dónde está una distribución, qué anchura tiene y qué se relaciona con qué
- Resumen de las distribuciones de probabilidad: Bernoulli, binomial, Poisson, uniforme, normal y exponencial
- Ley de los grandes números y teorema central del límite: por qué las medias se comportan de forma tan predecible
- Estadística y estimación de parámetros: máxima verosimilitud, MAP e intervalos de confianza
- Teoría de la información: entropía, entropía cruzada y divergencia KL, el origen de las funciones de pérdida
- Búsqueda en el espacio de estados: BFS, DFS, UCS y A* con animaciones
- Juegos y adversarios: minimax, poda alfa-beta y Monte Carlo tree search
- Satisfacción de restricciones: backtracking, propagación de restricciones y AC-3 con un sudoku y un mapa de regiones checas
- Lógica y sistemas basados en conocimiento: encadenamiento hacia delante y hacia atrás, resolución y sistemas expertos
- Planificación: STRIPS, el mundo de bloques, heurísticas a partir de la relajación y la planificación en los agentes de IA
- Búsqueda local y recocido simulado: un viajante por las capitales regionales checas
- Algoritmos genéticos: población, cruce, mutación y selección en una mochila para la excursión
- Estrategias evolutivas y programación genética: de la regla de un quinto a la ley de Kepler
- Optimización por colonia de hormigas: cómo un rastro de feromona encuentra un camino corto
- Optimización por enjambre de partículas: inercia, experiencia propia y experiencia del enjambre
- Neuroevolución: evolución de los pesos y la forma de las redes neuronales, y el algoritmo NEAT
- Conjuntos difusos y funciones de pertenencia: cómo escribir «algo cálido»
- Lógica difusa y probabilidad: por qué «algo cálido» no significa «probablemente cálido»
- Lógica difusa: t-normas, implicaciones y reglas SI–ENTONCES
- Control difuso: Mamdani y Sugeno, del ventilador al péndulo invertido sobre un carro
- Agrupamiento difuso: el algoritmo fuzzy c-means y los puntos entre clusters
- Sistemas neuro-difusos (ANFIS): reglas difusas que aprenden de los datos
- Cadenas de Markov: matriz de transición, distribución estacionaria y PageRank
- Modelos ocultos de Márkov: el algoritmo de Viterbi y el casino deshonesto
- Redes bayesianas: por qué está mojada la hierba y qué significa eso para el aspersor
- El filtro de Kalman: cómo estimar a partir de mediciones imprecisas dónde está un coche y a qué velocidad va
- Tipos de aprendizaje automático: supervisado, no supervisado, semisupervisado y más
- Prompts, contexto y RAG: cómo darle a un modelo la información correcta
- Autocodificadores variacionales (VAE): imágenes nuevas a partir de un espacio latente continuo
- Redes generativas adversarias (GAN): el falsificador contra el detective
- Modelos de difusión: cómo el ruido puro se convierte en una imagen
- Procesos de decisión de Markov: estados, acciones, recompensas y ecuaciones de Bellman
- Q-learning y DQN: aprender el valor de las acciones, de la tabla a la red neuronal
- Gradiente de la política y PPO: aprender directamente la política
- Cómo funciona un agente de IA: un modelo de lenguaje en un bucle con herramientas
- Programación con agentes de IA: encargo, pruebas y revisión
- Evaluación y seguridad de los sistemas de IA: cómo medir y cómo vigilar
Temario completo de la serie 52 de 83 temas publicados
- Cómo encajan la inteligencia artificial, el aprendizaje automático, el aprendizaje profundo y los modelos de lenguaje.
- Las dos grandes familias de la IA: sistemas que buscan y sistemas que aprenden.
- Qué es un agente de IA y por qué en él te encontrarás con todo lo demás.
Inteligencia artificial, aprendizaje automático, redes neuronales, modelos de lenguaje, agentes. Palabras que hoy se usan casi como sinónimos y que, sin embargo, significan cosas distintas. Esta parte es un mapa: te muestra qué es cada cosa y cómo encaja todo. Las demás partes de la serie van en profundidad; cada una se puede leer también por separado.
1. Qué es la inteligencia artificial
Definición — agente racional (Russell y Norvig)
Un agente es cualquier cosa que percibe su entorno mediante sensores y actúa sobre él mediante acciones. Formalmente, una función f : P* → A de secuencias de percepciones a acciones.
Un agente es racional si, para cada secuencia de percepciones, elige la acción que maximiza el valor esperado de la medida de rendimiento.
La inteligencia artificial es la disciplina que diseña y construye tales agentes.
La inteligencia artificial es la disciplina que intenta construir programas que decidan con sensatez: miran lo que pasa a su alrededor y eligen lo que con más probabilidad los acerca a la meta. Un programa de ajedrez, un navegador GPS y un chatbot son inteligencia artificial; solo que cada uno resuelve una tarea distinta y con medios distintos.
Todo el campo se puede dibujar como conjuntos anidados. El aprendizaje profundo es un tipo de aprendizaje automático, el aprendizaje automático es uno de los caminos hacia la inteligencia artificial, y un agente de IA hoy en día suele combinar ambas cosas, búsqueda y aprendizaje:
2. IA que busca
La familia más antigua de la IA no aprende nada. Recibe una descripción exacta de la tarea —dónde empiezo, qué puedo hacer, adónde quiero llegar— y explora las posibilidades hasta encontrar una solución. Así funciona el navegador que busca la ruta más corta, el programa de ajedrez que calcula jugadas por adelantado o el planificador de horarios.
La ventaja: si la tarea está bien descrita, el resultado es fiable y se puede demostrar que es el mejor posible. La desventaja: alguien tiene que describir la tarea con exactitud, y el mundo casi nunca se deja describir con exactitud.
En profundidad: Parte 2 — Búsqueda en el espacio de estados.
3. IA que aprende
Definición — aprendizaje automático (T. Mitchell)
Se dice que un programa aprende de la experiencia E con respecto a una tarea T y una medida de rendimiento P si su rendimiento en T, medido por P, mejora con la experiencia E.
En lugar de reglas, el programa recibe ejemplos y deduce las reglas por sí mismo. Nadie le escribe cómo es el spam: se le enseñan mil correos y él se da cuenta de en qué se diferencia el spam.
El aprendizaje automático se divide según qué señal recibe el modelo al aprender: respuestas correctas (aprendizaje supervisado), solo datos sin respuestas (no supervisado), un poco de ambas cosas (semisupervisado), respuestas sacadas de los propios datos (autosupervisado) o recompensas por sus acciones (aprendizaje por refuerzo).
En profundidad: Parte 3 — Tipos de aprendizaje automático.
4. Aprendizaje profundo y redes neuronales
El aprendizaje profundo es aprendizaje automático con un tipo concreto de modelo: una red neuronal de muchas capas. Cada capa transforma la entrada de una forma un poco distinta: en una red para imágenes, las primeras capas reconocen bordes, las siguientes formas y las últimas objetos enteros. Nadie les dice qué tienen que buscar; lo aprenden de los datos.
¿Por qué «profundo»? Por el número de capas. ¿Y por qué ahora, si las redes neuronales existen desde los años cincuenta? Porque hasta hoy no había suficientes datos ni suficiente potencia de cálculo (tarjetas gráficas) para entrenar redes grandes.
En profundidad: estamos preparando las partes «Descenso de gradiente: cómo aprende un modelo» y «Una red neuronal desde cero».
5. IA generativa y modelos de lenguaje
La mayoría de los modelos responden a la pregunta «¿qué es esto?»: ¿spam o no? Los modelos generativos crean datos nuevos: texto, imágenes, sonido, código. Un gran modelo de lenguaje es una red neuronal que, con una cantidad enorme de texto, ha aprendido una sola cosa: adivinar la palabra siguiente. Cuando lo hace lo bastante bien, de paso también sabe responder, traducir y escribir código.
Los modelos de lenguaje aprenden en tres pasos, y cada uno es un tipo de aprendizaje distinto: aprendizaje autosupervisado con textos de internet, ajuste supervisado con respuestas de ejemplo y aprendizaje por refuerzo según qué respuestas valoran mejor las personas.
En profundidad: estamos preparando la parte «Transformers y grandes modelos de lenguaje».
6. Agentes de IA: donde se junta todo
Un agente de IA es un modelo de lenguaje que no solo responde, sino que actúa: lee archivos, ejecuta comandos, busca en la web y, según los resultados, decide qué hacer después. Aquí las dos familias de la IA vuelven a encontrarse: el modelo ha aprendido el lenguaje y el razonamiento, pero resuelve la tarea como una búsqueda: prueba un paso, mira el resultado y, si no lleva a la meta, prueba otro.
Hoy los agentes escriben y corrigen código, y precisamente para trabajar con ellos nació coden: el agente trabaja en tu ordenador y tú lo diriges desde el móvil.
En profundidad: estamos preparando la parte «Cómo funciona un agente de IA».
7. Cómo leer esta serie
- Cada parte se puede leer por separado. Arriba encontrarás qué te llevarás y qué conviene saber de antemano.
- La explicación sencilla basta. Las definiciones matemáticas exactas están ocultas en desplegables, para quien las quiera.
- Las imágenes son reales. Las animaciones de las partes son el resultado de ejecutar de verdad los algoritmos, no ilustraciones.
La lista de todas las partes, incluidas las que estamos preparando, está en el recuadro de la serie arriba y en el índice de artículos.
¿Lo ves de otra manera? Escribe a support@coden-app.com.