La IA neurosimbólica nos acerca a las máquinas con sentido común


Este artículo es parte de nuestra cobertura de lo último en investigación de IA.

La investigación en inteligencia artificial ha logrado grandes logros en la resolución de aplicaciones específicas, pero todavía estamos lejos del tipo de sistemas de IA de propósito general que los científicos han estado soñando durante décadas.

Entre las soluciones que se están explorando para superar las barreras de la IA se encuentra la idea de sistemas neurosimbólicos que reúnen lo mejor de las diferentes ramas de la informática. en un hablar en el taller de inteligencia artificial neurosimbólica de IBM, Joshua Tenenbaum, profesor de ciencia cognitiva computacional en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, explicó cómo los sistemas neurosimbólicos pueden ayudar a abordar algunos de los problemas clave de los sistemas de inteligencia artificial actuales.

Entre las muchas brechas en la IA, Tenenbaum se enfoca en una en particular: «¿Cómo vamos más allá de la idea de inteligencia como reconocimiento de patrones en datos y funciones aproximadas y más hacia la idea de todas las cosas que hace la mente humana cuando estás modelando el mundo, explicando y comprendiendo las cosas que estás viendo, imaginando cosas que no puedes ver pero que podrían suceder, y convertirlas en metas que puedes lograr al planificar acciones y resolver problemas?

Es cierto que esa es una gran brecha, pero cerrarla comienza explorando uno de los aspectos fundamentales de la inteligencia que comparten los humanos y muchos animales: la física intuitiva y la psicología.

Física intuitiva y psicología.

Nuestras mentes están construidas no solo para ver patrones en píxeles y ondas de sonido, sino también para entender el mundo a través de modelos. Como humanos, comenzamos a desarrollar estos modelos desde los tres meses de edad, observando y actuando en el mundo.

Descomponemos el mundo en objetos y agentes, y las interacciones entre estos objetos y agentes. Los agentes tienen sus propios objetivos y sus propios modelos del mundo (que pueden ser diferentes a los nuestros).

Por ejemplo, múltiples estudios por los investigadores Felix Warneken y Michael Tomasello muestran que los niños desarrollan ideas abstractas sobre el mundo físico y otras personas y las aplican en situaciones nuevas. Por ejemplo, en el siguiente video, solo a través de la observación, el niño se da cuenta de que la persona que sostiene los objetos tiene un objetivo en mente y necesita ayuda para abrir la puerta del armario.

Estas capacidades a menudo se denominan “física intuitiva” y “psicología intuitiva” o «teoría de la mente», y están en el corazón del sentido común.

“Estos sistemas se desarrollan bastante temprano en la arquitectura del cerebro que, en cierta medida, se comparte con otras especies”, dice Tenenbaum. Estos sistemas cognitivos son el puente entre todas las demás partes de la inteligencia, como los objetivos de la percepción, el sustrato de la planificación de la acción, el razonamiento e incluso el lenguaje.

Los agentes de IA deberían poder razonar y planificar sus acciones en función de las representaciones mentales que desarrollan del mundo y otros agentes a través de la física intuitiva y la teoría de la mente.

Arquitectura neurosimbólica

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Tenenbaum enumera tres componentes necesarios para crear el núcleo de la física y la psicología intuitivas en la IA.

“Hacemos hincapié en una interacción de tres vías entre el modelado y la inferencia neural, simbólica y probabilística”, dice Tenenbaum. “Creemos que es esa combinación de tres vías lo que se necesita para capturar la inteligencia humana y el sentido común básico”.

los componente simbólico se utiliza para representar y razonar con conocimiento abstracto. El modelo de inferencia probabilística ayuda a establecer relaciones causales entre diferentes entidades, razonar sobre contrafactuales y escenarios no vistos, y lidiar con la incertidumbre. Y el componente neuronal utiliza el reconocimiento de patrones para mapear datos sensoriales del mundo real al conocimiento y para ayudar a navegar espacios de búsqueda.

“Estamos tratando de unir el poder de los lenguajes simbólicos para la representación del conocimiento y el razonamiento, así como las redes neuronales y las cosas en las que son buenos, pero también con la idea de la inferencia probabilística, especialmente la inferencia bayesiana o la inferencia inversa en un modelo causal para razonar hacia atrás desde las cosas que podemos observar hasta las cosas que queremos inferir, como la física subyacente del mundo o los estados mentales de los agentes”, dice Tenenbaum.

El motor del juego en la cabeza.

Uno de los componentes clave del concepto de IA neurosimbólica de Tenenbaum es un simulador de física que ayuda a predecir el resultado de las acciones. Los simuladores de física son bastante comunes en los motores de juegos y diferentes ramas de aprendizaje por refuerzo y robótica.

Pero a diferencia de otras ramas de la IA que usan simuladores para entrenar a los agentes y transferir sus aprendizajes al mundo real, la idea de Tenenbaum es integrar el simulador en el proceso de inferencia y razonamiento del agente.

“Es por eso que lo llamamos el motor del juego en la cabeza”, dice.

El simulador de física permite a los agentes de IA imaginar y predecir resultados en el mundo real