Curso Básico de IA

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Introducción

Glosario de Inteligencia Artificial (IA)

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Glosario Básico de Inteligencia Artificial

Glosario Básico de Inteligencia Artificial

Este glosario reúne los términos más importantes para comprender los fundamentos de la IA, desde conceptos básicos hasta aplicaciones avanzadas.

Conceptos Fundamentales

Inteligencia Artificial (IA)

Disciplina que busca crear sistemas capaces de realizar tareas que tradicionalmente requieren inteligencia humana, como reconocimiento de patrones, toma de decisiones y comprensión del lenguaje.

Algoritmo

Conjunto de pasos lógicos y bien definidos que una computadora sigue para resolver un problema o realizar una tarea específica.

Ejemplo: Un motor de búsqueda usa algoritmos para clasificar páginas web por relevancia.

Dataset (Conjunto de Datos)

Conjunto estructurado de información utilizado para entrenar, validar o probar modelos de IA. Puede incluir textos, imágenes, audio, datos numéricos, etc.

Ejemplo: Miles de radiografías etiquetadas para entrenar un modelo de detección de neumonía.

Tipos de Inteligencia Artificial

Inteligencia Artificial Débil (Narrow AI)

IA diseñada para realizar tareas específicas de forma eficaz, sin consciencia o habilidades generales. Es la IA que usamos actualmente.

Ejemplo: Sistemas de recomendación de Netflix, filtros de spam, reconocimiento facial.

Inteligencia Artificial Fuerte (Strong AI)

Visión teórica donde las máquinas tendrían capacidades intelectuales generales equivalentes a las humanas, incluyendo autoconciencia. Aún no existe.

Ejemplo: Un robot con razonamiento, emociones y adaptabilidad general (ciencia ficción por ahora).

Métodos de Aprendizaje

Aprendizaje Automático (Machine Learning)

Subcampo de la IA que permite a los sistemas aprender patrones de los datos y mejorar su desempeño sin programación explícita para cada situación nueva.

Ejemplo: Recomendaciones personalizadas basadas en tu historial de compras.

Aprendizaje Supervisado

El modelo aprende usando datos etiquetados (ejemplos con respuestas correctas conocidas).

Ejemplo: Entrenar un modelo con emails marcados como “spam” o “no spam” para que aprenda a clasificar nuevos emails.

Aprendizaje No Supervisado

El modelo busca patrones en datos sin etiquetas, descubriendo estructuras ocultas por sí mismo.

Ejemplo: Segmentar clientes en grupos de comportamiento sin criterios predefinidos.

Aprendizaje por Refuerzo

El agente aprende mediante prueba y error, recibiendo recompensas o penalizaciones según sus acciones.

Ejemplo: IA que juega videojuegos y mejora su estrategia basándose en victorias y derrotas.

Redes Neuronales y Deep Learning

Redes Neuronales Artificiales (ANN)

Modelos computacionales inspirados en el cerebro humano, compuestos por “neuronas” artificiales conectadas que procesan información en capas.

Ejemplo: Reconocimiento de voz en asistentes virtuales.

Aprendizaje Profundo (Deep Learning)

Subcampo del machine learning que usa redes neuronales con múltiples capas para analizar datos complejos como imágenes, audio y texto.

Ejemplo: Reconocimiento facial que desbloquea tu teléfono.

Arquitecturas de Redes Neuronales

Redes Neuronales Convolucionales (CNN)

Tipo de red neuronal especializada en procesar datos con estructura de cuadrícula, como imágenes. Utiliza filtros convolucionales para detectar características.

Ejemplo: Reconocimiento de imágenes médicas, detección de objetos en fotografías.

Redes Neuronales Recurrentes (RNN)

Redes diseñadas para procesar secuencias de datos, con memoria que permite recordar información anterior.

Ejemplo: Predicción de texto, análisis de series temporales financieras.

LSTM (Long Short-Term Memory)

Tipo especializado de RNN capaz de recordar información durante largos períodos, resolviendo el problema del desvanecimiento del gradiente.

Ejemplo: Traducción automática, reconocimiento de voz.

Transformer

Arquitectura de red neuronal que utiliza mecanismos de atención para procesar secuencias de datos de forma paralela, base de los LLMs modernos.

Ejemplo: GPT, BERT, modelos de traducción como Google Translate.

Redes Generativas Adversarias (GANs)

Sistema de dos redes neuronales compitiendo entre sí: una genera contenido falso y otra trata de detectarlo, mejorando ambas en el proceso.

Ejemplo: Generación de rostros sintéticos, deepfakes, creación de arte digital.

Autoencoder

Red neuronal que aprende a comprimir y reconstruir datos, útil para reducción de dimensionalidad y detección de anomalías.

Ejemplo: Compresión de imágenes, detección de fraudes, eliminación de ruido.

Aplicaciones Especializadas

Procesamiento de Lenguaje Natural (NLP)

Rama de la IA que permite a las computadoras entender, interpretar y generar lenguaje humano.

Ejemplo: ChatGPT, Siri, Google Translate, análisis de sentimientos en redes sociales.

Visión por Computadora

Capacidad de las máquinas para interpretar y entender contenido visual del mundo real.

Ejemplo: Detección de objetos en vehículos autónomos, diagnóstico médico por imágenes.

Técnicas Avanzadas de Aprendizaje

Transfer Learning

Técnica que utiliza un modelo pre-entrenado en una tarea y lo adapta para una tarea relacionada, ahorrando tiempo y datos.

Ejemplo: Usar un modelo entrenado en millones de imágenes generales para diagnosticar enfermedades en rayos X específicos.

Fine-tuning

Proceso de ajustar un modelo pre-entrenado con datos específicos de la nueva tarea, refinando sus parámetros.

Ejemplo: Adaptar ChatGPT para responder preguntas médicas especializadas.

Few-shot Learning

Capacidad de aprender nuevas tareas con muy pocos ejemplos de entrenamiento.

Ejemplo: Reconocer una nueva especie de animal con solo 5-10 fotos de ejemplo.

Zero-shot Learning

Habilidad de realizar tareas sin haber visto ejemplos específicos durante el entrenamiento.

Ejemplo: Un modelo de lenguaje que traduce a un idioma que nunca vio durante su entrenamiento.

Ensemble Learning

Técnica que combina múltiples modelos para obtener mejores resultados que cualquier modelo individual.

Ejemplo: Combinar varios modelos de predicción meteorológica para mayor precisión.

Aprendizaje Multi-modal

IA que puede procesar y combinar diferentes tipos de datos (texto, imagen, audio) simultáneamente.

Ejemplo: Modelos como GPT-4V que pueden analizar imágenes y responder preguntas sobre ellas.

Preprocesamiento y Manejo de Datos

Big Data

Conjuntos de datos tan grandes y complejos que requieren herramientas especiales para su procesamiento y análisis.

Ejemplo: Datos de redes sociales, transacciones financieras globales, datos de sensores IoT.

Data Mining

Proceso de descubrir patrones y conocimiento útil en grandes conjuntos de datos.

Ejemplo: Encontrar patrones de compra en datos de supermercados para optimizar inventario.

Feature Engineering

Proceso de seleccionar, modificar o crear características (features) relevantes de los datos para mejorar el rendimiento del modelo.

Ejemplo: Crear la característica “día de la semana” a partir de fechas para predecir ventas.

Normalización de Datos

Técnica para estandarizar el rango de características de los datos, mejorando el entrenamiento del modelo.

Ejemplo: Escalar salarios (miles) y edades (decenas) al mismo rango 0-1.

Data Augmentation

Técnicas para aumentar artificialmente el tamaño del dataset creando versiones modificadas de los datos existentes.

Ejemplo: Rotar, recortar o cambiar el brillo de imágenes para entrenar mejor un modelo de reconocimiento.

Conceptos Importantes del Entrenamiento

Entrenamiento de IA

Proceso donde un modelo analiza datos para reconocer patrones, ajustando sus parámetros iterativamente para mejorar la precisión.

Ejemplo: Mostrar miles de imágenes de gatos etiquetadas para que el sistema aprenda a identificarlos.

Sesgo en IA (Bias)

Prejuicios o tendencias en los datos o algoritmos que pueden llevar a resultados inexactos o discriminatorios.

Ejemplo: Sistema de reclutamiento que discrimina ciertos grupos por sesgos en los datos históricos.

Overfitting (Sobreajuste)

Cuando un modelo aprende demasiado específicamente los datos de entrenamiento y no generaliza bien a datos nuevos.

Precisión vs. Exactitud

Precisión: Consistencia en los resultados.
Exactitud: Qué tan cerca están los resultados del valor real.

Evaluación y Validación de Modelos

Cross-validation

Técnica para evaluar la generalización de un modelo dividiendo los datos en múltiples conjuntos de entrenamiento y validación.

Ejemplo: Dividir datos en 5 partes, entrenar con 4 y validar con 1, repitiendo el proceso.

Matriz de Confusión

Tabla que muestra el rendimiento de un modelo de clasificación, comparando predicciones con valores reales.

Ejemplo: En diagnóstico médico, muestra verdaderos positivos, falsos positivos, verdaderos negativos y falsos negativos.

Métricas de Evaluación

Precisión: Proporción de predicciones positivas correctas
Recall (Sensibilidad): Proporción de casos positivos correctamente identificados
F1-Score: Media armónica entre precisión y recall
AUC-ROC: Área bajo la curva que mide la capacidad de discriminación del modelo

Conjuntos de Datos (Data Splits)

  • Training Set: Datos para entrenar el modelo (70-80%)
  • Validation Set: Datos para ajustar hiperparámetros (10-15%)
  • Test Set: Datos para evaluación final (10-15%)

Técnicas de Optimización

Gradient Descent

Algoritmo de optimización que encuentra los mejores parámetros del modelo minimizando la función de pérdida.

Ejemplo: Como encontrar el punto más bajo de una montaña siguiendo la pendiente más pronunciada.

Backpropagation

Algoritmo que calcula gradientes en redes neuronales, propagando errores hacia atrás para actualizar pesos.

Hiperparámetros

Configuraciones del modelo que se establecen antes del entrenamiento (tasa de aprendizaje, número de capas, etc.).

Ejemplo: Decidir cuántas capas tendrá una red neuronal o qué tan rápido aprenderá.

Regularización

Técnicas para prevenir overfitting añadiendo penalizaciones o restricciones al modelo.

Ejemplo: L1, L2 regularization, que penalizan modelos demasiado complejos.

Dropout

Técnica de regularización que desactiva aleatoriamente algunas neuronas durante el entrenamiento para prevenir overfitting.

Tecnologías e Infraestructura

API (Application Programming Interface)

Interfaz que permite a diferentes software comunicarse, muy usada para acceder a servicios de IA.

Ejemplo: OpenAI API para integrar ChatGPT en aplicaciones, Google Vision API para análisis de imágenes.

Cloud Computing en IA

Uso de servicios en la nube para entrenar y desplegar modelos de IA, aprovechando recursos computacionales escalables.

Ejemplo: AWS SageMaker, Google AI Platform, Azure ML.

Edge AI

IA que se ejecuta directamente en dispositivos locales (smartphones, sensores) en lugar de en la nube.

Ejemplo: Reconocimiento facial en tu iPhone que funciona sin conexión a internet.

MLOps (Machine Learning Operations)

Prácticas para automatizar y gestionar el ciclo de vida completo de modelos de ML en producción.

Ejemplo: Sistemas que automáticamente reentrenan modelos cuando detectan degradación en el rendimiento.

Model Deployment

Proceso de poner un modelo entrenado en producción para que pueda ser usado por aplicaciones reales.

Términos Emergentes y Avanzados

Inteligencia Artificial Generativa

IA capaz de crear contenido nuevo (texto, imágenes, música, código) basándose en patrones aprendidos.

Ejemplo: ChatGPT generando texto, DALL-E creando imágenes, GitHub Copilot escribiendo código.

Large Language Model (LLM)

Modelos de lenguaje de gran escala entrenados con enormes cantidades de texto para comprender y generar lenguaje natural.

Ejemplo: GPT-4, Claude, PaLM, LLaMA.

Prompt Engineering

Arte de diseñar instrucciones efectivas para obtener los mejores resultados de modelos de IA generativa.

Ejemplo: “Actúa como un experto en marketing y crea un eslogan creativo para…” vs. “Crea un eslogan”.

Mecanismo de Atención

Técnica que permite a los modelos focalizarse en partes específicas de la entrada cuando procesan información.

Ejemplo: En traducción, prestar más atención a la palabra que se está traduciendo actualmente.

Inteligencia Artificial General (AGI)

IA hipotética que igualaría o superaría la inteligencia humana en todas las tareas cognitivas. Aún no existe.

Retrieval-Augmented Generation (RAG)

Técnica que combina la generación de texto con la búsqueda de información en bases de datos externas.

Ejemplo: ChatGPT que puede consultar documentos específicos de tu empresa para responder preguntas.

Ética y Responsabilidad en IA

IA Explicable (XAI)

Métodos y técnicas para hacer que las decisiones de IA sean comprensibles para los humanos.

Ejemplo: Un sistema de crédito que explica por qué rechazó una solicitud de préstamo.

Alineación de IA

Problema de asegurar que los objetivos y comportamientos de la IA estén alineados con valores humanos.

Ejemplo: Evitar que una IA optimice para “hacer felices a los humanos” de maneras perjudiciales.

Seguridad en IA (AI Safety)

Campo dedicado a desarrollar IA que sea robusta, confiable y no cause daños involuntarios.

Fairness (Equidad) en IA

Principio de que los sistemas de IA deben tratar a todos los grupos de manera justa y no discriminatoria.

Ejemplo: Algoritmos de contratación que no discriminen por género, raza o edad.

Privacy-Preserving AI

Técnicas para entrenar modelos de IA sin comprometer la privacidad de los datos personales.

Ejemplo: Federated Learning, donde el modelo aprende sin que los datos salgan de los dispositivos individuales.

¿Por qué es importante este glosario?

Dominar estos términos te permitirá:

  • Comunicarte efectivamente con profesionales de IA
  • Entender mejor las noticias y avances en el campo
  • Tomar decisiones informadas sobre implementación de IA en tu trabajo
  • Identificar oportunidades y limitaciones de diferentes tecnologías de IA

Consejo de Estudio

Revisa este glosario regularmente y practica identificando estos conceptos en aplicaciones reales que uses diariamente. La IA está en todas partes: desde las recomendaciones de YouTube hasta la corrección automática de tu teléfono.