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Tecnologías de software avanzado: la inteligencia artificial vista desde la empresa
La Inteligencia Artificial (IA) ha pasado de los laboratorios al mundo industrial. En este artículo después de introducir brevemente la IA y su historia, se analizan las causas de esta rápida irrupción y se destaca la importancia desde el punto de vista empresarial de algunos campos específicos como el entendimiento del lenguaje natural y los sistemas expertos. Finalmente se expone la situación nacional e internacional, haciendo especial énfasis en el proyecto europeo ES-PRIT. Escribe hasta hace unos dos o tres años, la Inteligencia Artificial (IA) era una disciplina de la cual un gran número de las personas relacionadas con las tecnologías de la Información no tenía prácticamente noticia. La IA lleva una vida más o menos lánguida o activa pero circunscrita a las-Universidades y laboratorios de investigación. Esporádicamente alguna noticia llegaba a las publicaciones especializadas, con un toque a veces mítico en los límites de la ciencia-ficción, otras veces de forma más científica, pero en todo caso bastante alejada de la realidad empresarial de todos los días. Esta situación ha cambiado notablemente, y actualmente rara es la revista informática especializada o de difusión que no publique con regularidad artículos relacionados con la IA, sistemas expertos, interfaces inteligentes, etc. A pesar de lo acostumbrados que vamos estando todos, a la rápida irrupción de nuevas tecnologías, el rapidísimo auge de la IA no deja de ser sorprendente. En el presente artículo se intentan analizar las causas que han llevado a la IA a la presente situación, el interés económico de algunos campos englobados dentro de la IA y su situación actual en el mundo y específicamente en España. Es arriesgado dar una definición de un campo como la IA, cuyas fronteras están poco claras y que toca gran número de actividades. Una definición bastante aceptada aunque imprecisa define el objetivo de la Inteligencia Artificial como la pretensión de diseñar sistemas inteligentes, esto es, sistemas que exhiban características asociadas a la inteligencia humana (entender lenguaje, razonar, resolver problemas, etc.). Otras definiciones se enfocan más a los instrumentos utilizados, y define la IA como parte de la Informática que, fundamentalmente, manipula símbolos (no números) por procedimiento heurístico (no algorítmicos). Ver cuadro 1. Una última definición, ésta desde un punto de vista crítico, define la IA como lo que engloba aquellas partes de la Informática que todavía no se saben hacer bien. Es decir, existen temas que en tiempos se consideraron dentro de la IA (como tratamiento de lenguajes formales, procesamiento de imágenes, optimización de métodos de búsqueda) y que cuando se han establecido métodos claros de tratamiento se han dejado de incluir dentro de ella. En general, podríamos considerar, hoy día, como distintivo de la IA, el énfasis que pone en que para avanzar en temas como visión artificial, entendimiento del lenguaje natural, reconocimiento del lenguaje hablado, etc., es necesario que el ordenador "entienda" lo que se está tratando. Para lo cual es necesario que tenga una serie de conocimientos previos que le permitan asimilar la nueva información que en un momento dado está recibiendo. Dicho de otra forma, es necesario que el ordenador maneje la semántica del asunto y no es suficiente quedarse a nivel sintáctico. En este sentido son muy importantes los avances que se produzcan en los modelos de representación y adquisición del conocimiento humano, muchas veces provenientes de la psicología. Los inicios de la IA se remontan a los primeros ordenadores (años 50) sobre los que ya se intentaron hacer programas "inteligentes" que jugaran al ajedrez, resolvieran rompecabezas, demostraran teoremas matemáticos, tradujeran de un idioma a otro, etc. El "bautizo" de estos intentos con el nombre de IA, fue la conferencia que tuvo lugar en Dartmouth (EE.UU.) en 1956, que se tituló "Conferencia sobre Inteligencia Artificial" y en la que participaron científicos posteriormente muy conocidos por sus aportaciones en este campo (McCarthy, Shannon, Minsky, Simón, etc.). A pesar del gran optimismo inicial que llevó a predecir que en 25 años las personas tendrían como principal ocupación el ocio, ya que la mayoría del trabajo lo harían las máquinas, los resultados fueron bastante desalentadores en casi todos ¡os campos. En general ocurría que soluciones que funcionaban bien para pequeños problemas de juguete resultaban impracticables cuando se intentaban utilizar para problemas de complejidad real, produciéndose en el proceso de búsqueda de soluciones la llamada "explosión combinatoria". En particular en el campo de la traducción automática, que se enfocó como un gran diccionario más un programa de transformación de una sintaxis en otra, y al que se dedicaron ingentes esfuerzos (fue muy conocido entre otros el patrocinado por IBM de hacer un traductor del inglés al ruso) el fracaso fue espectacular. Hacia los años 70 se abre paso un cambio de enfoque en los objetivos de la IA, pasando de hacer programas que tuvieran una "inteligencia" de tipo general, capaces de resolver un amplio abanico de problemas, a programas que manejaran muchos conocimientos de un área específica y limitada. De forma que la resolución de problemas viniera más de conocimientos sobre un tema concreto, almacenados previamente en el ordenador, que de capacidades de razonamiento de tipo general. Por otra parte se deja de lado, por el momento, el tema de aprendizaje automático, es decir, cómo el ordenador modifica su comportamiento a partir de la interacción con su entorno, y los esfuerzos se concentran en cómo manipular unos conocimientos introducidos en el ordenador de forma explícita. A partir de los años 80 se empiezan a ver los resultados de este enfoque lo que junto a los avances en los métodos de búsqueda y el gran incremento de la potencia de los ordenadores conducen a la situación actual que se expone más adelante en este artículo. A mi parecer pueden destacarse tres razones entre las causantes de la importancia que ha alcanzado la Inteligencia Artificial. 1.° El proyecto nacional japonés de la Quinta Generación de Ordenadores, que intenta prever cómo será el ordenador de la década de los 90, y que lo enfoca hacia el procesamiento de conocimientos que es otra forma de hablar de IA. 2.° Los primeros beneficios económicos obtenidos de la utilización de Sistemas Expertos. A este respecto, podemos destacar dos ejemplos: El sistema R1/XCON (McDermott CMU 1978) que utiliza Digital desde el año 80 para configurar ordenadores VAX a partir de las peticiones de los usuarios y que ahorra a DEC varios millones de dólares al año. El sistema PROSPECTOR (Hart & Duda. SRI 1977) que localizó un yacimiento de molibdeno en un monte cercado a Washington, valorado en 100 millones de dólares y que los expertos humanos no habían localizado con precisión. 3.° El convencimiento generalizado en ciertos sectores de que las técnicas de la Inteligencia Artificial son las que posibilitarán un avance cualitativo en temas que ahora mismo representan cuellos de botella para la expansión de la Informática. Como son: -Comunicación con las máquinas más sencilla y cómoda, especialmente en lenguaje natural, en lenguaje hablado, etc. El modo actual de interaccionar con las máquinas por medio de lenguajes especializados y artificiales, ciertamente representa un freno importante para la introducción masiva del ordenador en muchos ámbitos. - La automatización o la ayuda del ordenador en labores que manejan datos Los sistemas expertos, una aplicación de la IA para hoy mismo. a veces incompletos o inexactos, con procedimientos no expresables algorítmicamente, que evolucionan rápidamente, como es el sector terciario (servicios médicos, legales, de enseñanza, etc.), en el cual hasta la fecha el ordenador practica-mente no ha entrado. - La adquisición por el ordenador de información del entorno, en forma no convencional (vía teclado) como visión, voz, sensores, etc., de tanta importancia en temas como la automatización de la fabricación. El influjo de las técnicas y teorías de la IA se extiende a muchos aspectos de la Informática. Como aplicaciones más claras destacaríamos los sistemas expertos, la visión artificial, el entendimiento del lenguaje natural (textual) y el entendimiento del lenguaje hablado. En este artículo querríamos hacer unas consideraciones más extensas sobre dos temas: el lenguaje natural y los sistemas expertos. Durante mucho tiempo y posiblemente todavía hoy día, el interaccionar con las máquinas en un lenguaje tal como el que escribimos normalmente, se ha visto más como una curiosidad científica que como una actividad económicamente rentable. El trabajo necesario para construir un interfaz de este tipo (en lenguaje natural) era enormemente mayor que el necesario para hacer un interfaz convencional. Además de la complejidad de admitir y comprender distintas formas sintácticas estaban los problemas derivados de la ambigüedad del lenguaje natural. El hacer interfaces en lenguajes formales y artificiales tenía todas las ventajes, era más fácil, más barato y más claro (sin ambigüedades). ¿Qué es lo que ha ocurrido que ha hecho cambiar de opinión sobre este asunto a las empresas? La dificultad comparativa de hacer interfaces en lenguaje natural no ha variado apreciablemente. Aunque las técnicas para abordar el problema han progresado y embarcarse en una empresa de este estilo tiene menos riesgos que antaño (siempre que se elija un ámbito restringido y una sintaxis limitada) el esfuerzo requerido sigue siendo enormemente mayor que para hacer interfaces convencionales, para los cuales ya existen gran cantidad de ayudas automáticas (por ejemplo el YACC de UNIX). Lo que ha cambiado es la mayor valoración del hecho de facilitar al máximo el acceso a productos informáticos a usuarios no especializados. En este sentido van los tradicionales menús, mensajes de error autoexplicativos, ayudas ("helps"), etc., y no cabe duda que la forma más cómoda para comunicarse con algo nuevo es el lenguaje tal como lo usamos normalmente. El tener un interfaz en lenguaje natural ampliaría enormemente las-posibilidades de difusión de ciertos productos en entornos no especialistas en Informática (medicina, abogacía, negocios, etc.). Este tipo de consideraciones son las que han hecho a ciertas empresas abordar estas aplicaciones. Los sistemas con estos objetivos han proliferado en el mundo, como ejemplo más significativo podemos destacar el IN-TELLEC que, desarrollado por una pequeña compañía americana (Artificial In-telligence Corp.), ha sido adoptado por IBM para hacer de fachada a bases de datos que corren en grandes ordenadores. Honeywell-Bull también ha adoptado el INTELLEC. Querríamos hacer dos últimas consideraciones de distinta naturaleza acerca de estos sistemas: Primera, existe más rechazo del que en principio pudiera pensarse para usarlos. Es decir, no suponen tanta ventaja sobre los normales como se creía en principio. Debido a que, naturalmente, no soportan todas las posibilidades del lenguaje, el usuario no tiene la certeza de que la construcción que usa esté permitida a no ser que la haya usado anteriormente con éxito, lo cual supone un esfuerzo de memorización similar al de utilizar un sistema convencional, incluso puede ser más difícil porque no está definido claramente en los manuales. Segunda, el lenguaje imperante en el conjunto de estos sistemas es, naturalmente, el inglés. No es difícil imaginar que dentro de unos años la interacción con los ordenadores (que estarán introducidos en muchas más facetas de la vi-, da) se realizará en un inglés casi natural en un elevado tanto por ciento de los casos. Los efectos de ello sobre los pueblos de habla no inglesa serán bastante mayores que los que ahora padecemos con las interfaces actuales basadas en palabras aisladas. Para evitar o aminorar el empobrecimiento cultural que ello conlleva es necesario realizar todo tipo de esfuerzos para la progresiva implantación del castellano como lengua de interacción con los ordenadores en ambientes no especializados. Teniendo en cuenta además la amplitud de la comunidad de hispano-hablantes, esta empresa está más que justificada, no sólo desde el punto de vista cultural, sino económico. Los Sistemas Expertos son programas que almacenan una porción del saber humano en un área específica y son capaces de manipularlo para atender consultas, elaborar planes, resolver problemas, justificar soluciones, etc. En este mismo número de BIT Gregorio Fernández y Ángel Viña explican más en detalle como funcionan Para explicar el tipo de tarea que es posible automatizar mediante un sistema experto podemos diferenciar dos tipos de funcionamiento de la mente humana, uno creativo por el cual abordamos situaciones nuevas y difíciles, y otro rutinario que requiere menos esfuerzo y que utilizamos para abordar tareas que hacemos con frecuencia. Un experto en un tema se podría definir como el que emplea procedimientos rutinarios para hacer cosas que la mayoría de la gente haría mediante procesos creativos. Y un sistema experto es el que recoge estos razonamientos rutinarios y es capaz de resolver en forma automática problemas que la mayoría de las personas encontrarían difíciles de resolver. Los éxitos cosechados recientemente en la realización de Sistemas Expertos se deben principalmente a dos razones: Una razón referente a la elección del objetivo, que como en otras partes de la IA se ha enfocado a ámbitos estrechos de aplicación. Por ejemplo los sistemas de diagnóstico médico se centran en casos muy específicos (MYCIN, diagnóstico infecciones bacterianas en la sangre y meningitis, CASNET glaucoma, et.). Otra razón, referente al modo de construirlo en el que el conocimiento que maneja el sistema experto, no está imbricado en el código del programa como ocurre en un programa convencional, sino que está separado de los procedimientos que lo manipulan y expresado normalmente en forma declarativa. Esto significa programar de una forma más cercana al modo humano de pensar, lo que hace los sistemas más inteligibles y por tanto más fácilmente modificables y ampliables, y esto constituye uno de los objetivos de una buena programación. Como resumen de este apartado, podríamos decir, que los Sistemas Expertos no constituyen una panacea que ponga remedio a todos los males de la programación, como han sido presentados desde ciertos ambientes. Su aportación a la Informática consiste en que han hecho viables, es decir, económicamente rentables desde el punto de vista del coste de desarrollo-beneficio obtenido, la aplicación del ordenador a ciertas tareas, en las que antes aunque teóricamente era factible automatizarlas, en la práctica no lo era. En particular, tareas que se caracterizan por su complejidad (manejo de muchos conocimientos), su ambigüedad y su rápida evolución son suceptibles de ser tratadas con éxito con el enfoque de los Sistemas Expertos. Ejemplos de tareas de este tipo son el diagnóstico médico y de averías, la interpretación de datos (geológicos, químicos), la planificación, la interpretación de leyes y normas, etc. La situación actual puede caracterizarse por un impulso general a todo tipo de actividades relacionadas con la Inteligencia Artificial, y por su paso del mundo académico al industrial. Los siguientes hechos reflejan esta situación: •Surgimiento primero en EE.UU. y posteriormente en Europa de empresas cuyo negocio gira alrededor de la IA. Estas empresas han sido fundadas por investigadores que trabajaban en laboratorios y universidades. Empresas de este tipo son: Teknowledge Inc, Intellicorp, Infe-rence Corp. de EE.UU., Expert System Limited (G.B.), Frametec (Francia). •Creación o reforzamiento de una línea dedicada a IA en las grandes corporaciones de fabricantes de ordenadores (IBM, Digital, Honeywell-Bull, ICI___) de telecomunicaciones (ITT, ATT), petrolíferas (Schlumberger), químicas, etc. •Los centros tradicionales de investigación (Universidades de Stanford, Universidad de Edimburgo, MIT, etc.) han continuado trabajando, aunque ahora el acceso a ellos es más difícil, tanto por la avalancha de peticiones que se ha producido, como por la importancia estratégica concedida a la IA. •Proliferación de planes de cooperación nacionales o transnacionales que promueven el desarrollo de tecnologías básicas avanzadas. Muchos de ellos han tenido su inspiración directa en el proyecto nacional japonés de la 5a generación. Entre estas se pueden contar el Alvey británico, el MCC estadounidense, el ESPRIT de la CEE, etc. Con la IA, es más sencilla la comunicación hombre-máquina. Por su importancia y por su posible repercusión en España queremos entrar algo más en detalle en el proyecto europeo ESPRIT. El ESPRIT (European Strategic Pro-gram for the Research & Development in Information Technology) es un proyecto de la Comunidad Económica Europea (CEE) cuyos objetivos son: •Promover la cooperación industrial entre los países europeos, en investigación y desarrollo precompetitivos en el área de la tecnología de la información. •Proporcionar a la industria las bases tecnológicas que necesita para ser competitiva en el mercado mundial en los próximos 5-10 años. •Allanar el camino a los estándares. El programa tiene una duración total de 10 años con una primera fase, que es la que está definida, de 5 años. El presupuesto de esta primera fase son 1.500 millones de ECU'S (aproximadamente 200.000 millones de pesetas). El ESPRIT no crea un centro de investigación (como el ICOT del proyecto de la 5a generación) sino que financia proyectos que se desarrollan en las propias empresas y universidades participantes. Para la financiación de cada proyecto, la CEE aporta un 50% a fondo perdido, el resto lo aportan los participantes. En cada proyecto deben asociarse al menos dos países de la CEE y uno de ellos debe de ser una industria. El ESPRIT tiene 5 líneas básicas: •Microelectrónica avanzada. •Tecnologías del Software. •Proceso avanzado de la Información, que viene a ser equivalente a Inteligencia Artificial. •Sistemas de oficina. •Fabricación integrada por ordenador. El ESPRIT se encuentra en su segundo año, el año pasad (84) empezaron 39 proyectos pilotos, muchos de los cuales continúan este año, junto a otros nuevos que empiezan hasta sumar 104 proyectos en el año 85. La participación media es de 5 socios en cada proyecto. Los proyectos se asignan teniendo en cuenta únicamente los aspectos de aportación tecnológica, y no existe ningún reparto proporcional a la cuta que paga cada país (como curre en tras entidades como ESA y CERN). Los proyectos más importantes tienen como contratante principal a alguna de las grandes multinacionales europeas, Bul I, ICL, Siemens, olivetti, Philips, pero participan también compañías menores y centros académicos. Este año se ha dad entrada también a multinacionales americanas a condición-de que tengan actividades de investigación en Europa. Este es el caso de Digital, IBM, ATT e ITT. El ESPRIT se ha constituido, en mucha mayor escala que tras iniciativas similares (acciones CST, proyectos ESA, CERN, etc.), en el de atracción alrededor del cual gira la política tecnológica y científica de la CEE y en una medida del nivel técnico de las empresas y universidades europeas. El participar en más de un proyecto significa un alto nivel técnico, el n participar representa un demérito. Al ser un proyecto de la CEE, España n tiene cabida, pero su próxima incorporación a la Comunidad ha abierto la puerta a la participación, que probablemente se concretará en fecha próxima. Pensamos que la participación en el ESPRIT es un paso fundamental para la incorporación española al tren de las nuevas tecnologías. Es importante concretar cuanto antes dicha participación, ya que ésta se hará más difícil cuanto más avance el proyecto; cada vez habrá más solicitudes y los proyectos empezados se encontrarán en una fase en la que será difícil la incorporación. En España la situación de la LA. no es especialmente brillante, aunque muestra algunos signos esperanzadores. La podríamos resumir así: En las Universidades existe un pequeño núcleo de investigadores que algunos desde hace bastante tiempo (más de 10 años) y otros más recientemente se han ocupado y siguen haciéndolo en temas de Inteligencia Artificial. Este núcleo está bien informado de los avances técnicos y realizaciones que se van produciendo en el mundo. Aunque las posibilidades de realizaciones concretas han sido muy escasas, hasta la fecha, y prácticamente no existe experiencia real, constituyen un punto de apoyo importante para cualquier desarrollo futuro que se desee acometer. La industria española se ha mantenido hasta fechas recientes, totalmente de espaldas al tema (únicamente la empresa Inter-software de Barcelona está realizando un proyecto en el que intervienen temas de visión artificial y comprensión del lenguaje) pero en el último año han ocurrido varias cosas que pueden cambiar esta situación: Se ha creado la Asociación Española para la Inteligencia Artificial (AEPIA) de la que forman parte miembros de la Universidad y de las empresas. Su fin es la intercomunicación y la promoción de iniciativas en este campo. Varias empresas han formado pequeños grupos (en algunos casos de una sola persona) dedicados a estos temas. Que nosotros sepamos se pueden nombrar ERIA, FUNDESC, Standard Eléctrica, IKERLAN y TECSIDEL. Se va a crear en septiembre de este año 85 en Blanes (Gerona) el Centro de Estudios Avanzados dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), esteva a ser el primer centro del país dedicad fundamentalmente a IA. El Plan Electrónico e Informático Nacional (PEIN) que en su versión inicial no menciona nada de Inteligencia Artificial, sistemas expertos, interfaces inteligentes, etc., parece ser que va a sufrir su primera revisión para incluirlos. La posibilidad entreabierta (que ya se está concretando) de que España participe en el proyecto europeo ESPRIT ha puesto sobre la mesa de las empresas que quieran participar los temas de la IA. Todo ello ha fomentado una mayor relación empresa-universidad. Por su carácter innovador y por ser un tema en el que la Industria n tiene todavía mucha experiencia, el campo de la Inteligencia Artificial puede ser especialmente adecuad para establecer colaboraciones acádémico-industriales como se ha hecho ya en otros países (EE.UU., Europa con el ESPRIT, etc.). La industria española puede estar en condiciones de acometer participar con otros países en proyectos dentro del área de Inteligencia Artificial. Pero sería importante no caer en la ingenuidad de pensar que, como se dice de otro tipo de proyectos software, sólo hacen falta cerebros, lápiz y papel. Los cerebros necesitan estar, de una parte, adecuadamente entrenados y formados (lo cual resulta aquí más difícil que en tras partes debido a la falta de medios en las Universidades y a la carencia de formación para posgraduados) y de otra en un entorno adecuado. Por ejemplo, para hacer trabajos importantes n valen los genios aislados sin que es necesaria una masa crítica de personas de cierto nivel. En cuanto al lápiz y papel, es evidente la necesidad de utilizar ordenadores y herramientas software potentes y sofisticadas para lograr resultados que compitan en el entorno internacional. La industria del software está transformándose y pasando de ser intensiva en mano de obra a ser intensiva en capital e inversiones. En resumen, sería importante contar con un marco de cooperación nacional adecuado para la fase precompetitiva que todavía nos encontramos en IA, y que permitiera aunar esfuerzos dispersos, y conseguir esa masa crítica de personas y equipos trabajando en común, sin la cual los esfuerzos invertidos tienen muchas posibilidades de resultar baldíos. "Handbook f Artificial Intelligence". Ed. Barr, Cohén y Feigen-baum(vol. I, II y III). W. KAUF-MANN, 1983. "Inteligencia Artificial: Introducción y situación en España". Ed. R. Valle, J. Barbera y F. Ros. Fundesco, 1984. "Building Expert Systems". F. HAYES-ROTH y otros. Addison Wesley 1983. "n Conceptual Modelling". Ed. M. BRODIE, J. MYLOPOULOS y J. SCHMIDT. Springer-Verlag 1984. Revista "Future Generation Computer Systems" North Holland, números 1 y 2. "Los sistemas expertos" MARIE-ODILE CORDIER. Mundo Científico. Vol. 4, núm. 34, pág 236-247. "Knowledge based Expert Systems". F. HAYES-RTH. Computer. Oct. 84, pág. 263-273. 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30 oct 2015