2. Un marco para la enseñanza de la Inteligencia Artificial

2.3. 3 Representación y razonamiento

3 Representación y razonamiento

2ª idea fundamental: Los agentes mantienen modelos o representaciones del mundo y las usan para razonar.

Los sistemas de IA pueden definirse como agentes inteligentes que perciben y representan el mundo, deliberan sobre lo percibido y producen salidas que afectan al mundo. En consecuencia, la representación es uno de los problemas fundamentales de la inteligencia, tanto natural como artificial. Para comprender el concepto de representación, por ejemplo, podemos pensar en el modo en que un mapa representa un territorio, o un diagrama representa el estado de una partida de un juego de mesa.

Es importante comprender que los ordenadores construyen representaciones utilizando datos, y estas representaciones pueden manipularse aplicando algoritmos de razonamiento que generan nueva información. No obstante, aunque los agentes de IA pueden razonar sobre problemas muy complejos, la realidad es que no piensan igual que las personas. Y, de hecho, muchos tipos de razonamiento que son totalmente asequibles para los humanos, están todavía lejos del alcance de los sistemas IA actuales.

Para entender qué hablamos cuando nos referimos a la representación y el razonamiento, os proponemos que juguéis unas partidas con Akinator. Se trata de un sistema experto que te pide que pienses en algún persona (real o ficticio); y luego te va haciendo preguntas para intentar adivinarlo. NOTA: en la portada del sitio web Akinator podéis activar el modo infantil.




¿Qué? ¿Ha acertado Akinator los personajes que estabais pensando? ¿Cómo es posible? ¿Cómo funciona este sistema?

En realidad el funcionamiento de este tipo de sistemas expertos es bastante sencillo, ya que se implementan utilizando lo que se conoce como “árboles de decisión”. Para comprender cómo funcionan vamos a trabajar con el siguiente ejemplo: queremos construir un sistema similar a Akinator que sea capaz de adivinar, haciendo preguntas, en cuál de los siguientes personajes estoy pensando: Bugs Bunny, el pato Lucas o el Correcaminos.


Bugs Bunny

Pato Lucas

Correcaminos


Si elegimos las preguntas con cuidado, tratando de que las respuestas nos indiquen inequívocamente a los personajes, tenemos el trabajo prácticamente hecho. Así, por ejemplo, si el sistema pregunta “¿el personaje tiene plumas?”, si la respuesta es negativa entonces solamente puedo estar pensando en Bugs Bunny, puesto que tanto el Pato Lucas como el Correcaminos tienen plumas. Un posible árbol de decisión para este juego sería el siguiente (aunque existen otras muchas opciones posibles para construirlo):


Sencillo, ¿verdad? Pues así es como funciona exactamente Akinator, aunque claro, este maneja un árbol muchísimo mayor tras las millones de partidas jugadas, puesto que, además, Akinator se ha diseñado de forma que aprende con cada nuevo personaje que un jugador escoge.


Propuesta: actividad desenchufada

Creación de un árbol de decisión para clasificar personajes 

Esta es una actividad muy interesante que puede desarrollarse de manera fácil con el alumnado. Así, cuando la llevéis al aula, podríais proponer a vuestros estudiantes crear un árbol de decisión que pueda adivinar en qué personaje está pensando una persona. Para ello se pueden seguir los siguientes pasos:

  1. El docente selecciona un conjunto limitado de 10 ó 15 personajes. En nuestro ejemplo eran personajes de Looney Tunes, pero vosotros podéis jugar con lo que prefiráis.
  2. Se forman grupos de estudiantes, por ejemplo de 4 personas. Cada grupo va a crear su propio árbol de decisión.
  3. Para cada personaje, cada grupo busca una propiedad que le distingue de los demás, de forma que se irán creando las ramas de sus árboles de decisión.
  4. Cuando un grupo ha terminado su árbol, otros estudiantes de otro grupo lo prueban, para comprobar que es capaz de adivinar en qué personaje están pensando.


Además de con papel y lápiz, esta actividad puede ser más atractiva si se usan otros materiales como pajitas, vasos, cartulinas o plastilina, tal como puedes ver en las siguientes imágenes tomadas de un curso para docentes realizado en el verano de 2019 por el propio INTEF:


 



Y, por cierto, practicando con la creación de este tipo de árboles de decisión para clasificar personajes, objetos o animales, por ejemplo, te volverás un verdadero experto al que no habrá quien gane al famoso juego "¿Quién es quién?sonrisa