Aprendizaje Profundo

¿Qué son las Redes Neuronales Artificiales y el Deep Learning o Aprendizaje Profundo?

Las redes neuronales son una de las familias de algoritmos de ML que más expectación despiertan. Se trata de una técnica que se inspira en el funcionamiento de las neuronas de nuestro cerebro. Se basan en una idea sencilla: dados unos parámetros hay una forma de combinarlos para predecir un cierto resultado. Por ejemplo, sabiendo los píxeles de una imagen habrá una forma de saber qué número hay escrito. Los datos de entrada van pasando secuencialmente por distintas " capas" en las que se aplican una serie de reglas de aprendizaje moduladas por una función peso. Tras pasar por la última capa, los resultados se comparan con el resultado "correcto", y se van ajustando los parámetros (dados por las funciones "peso").

Aunque los algoritmos y en general el proceso de aprendizaje son complejos, una vez la red ha aprendido, puede congelar sus pesos y funcionar en modo recuerdo o ejecución. Google usa este tipo de algoritmos, por ejemplo, para las búsquedas por imagen.

No existe una definición única de lo que es Deep Learning. En general, cuando hablamos de Deep Learning, nos referimos a una clase de algoritmos de Machine Learning basados en redes neuronales que, como hemos visto, se caracterizan por un procesamiento de los datos en cascada. La señal de entrada se va propagando por las distintas capas, y en cada una de ellas se somete a una transformación no lineal que va extrayendo y transformando las variables según determinados parámetros (pesos o umbrales). No hay un límite establecido para el número de capas que debe tener una red neuronal para considerarse Deep Learning. Sin embargo, se considera que el aprendizaje profundo surgió en los años 80, a partir de un modelo neuronal de entre 5 o 6 capas, el neocognitrón, creado por el investigador japonés Kunihiki Fukushima. Las redes neuronales son muy efectivas en la identificación de patrones.

Un ejemplo muy llamativo de aplicación de Deep Learning es el proyecto conjunto de Google con las Universidades de Stanford y Massachusetts para mejorar las técnicas de procesamiento de lenguaje natural de un tipo de IA llamada Modelo de Lenguaje de Redes Neuronales Recurrentes ( Recurrent Neural Network Language Model RNNLM). Se usa para traducción automática y creación de subtítulos, entre otras cosas. Básicamente, va construyendo frases palabra a palabra, basándose en la palabra anterior. Incluso, puede llegar a escribir poemas.