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Computación/Informática

Importante Avance en Sistemas de Aprendizaje Automático

En los últimos 20 años aproximadamente, muchos de los avances clave de la investigación en inteligencia artificial se han materializado gracias al aprendizaje automático, con el cual los ordenadores aprenden a realizar predicciones mediante la estrategia de buscar patrones dentro de grandes conjuntos de datos con los que entrenarse.

Un nuevo enfoque llamado programación probabilística hace que sea mucho más fácil construir un sistema de aprendizaje automático, pero sólo es útil para un conjunto de problemas relativamente pequeño. Ahora, unos investigadores del MIT han descubierto cómo extender el enfoque a una clase de problemas mucho más grande, con implicaciones para temas tan diversos como la ciencia cognitiva, el análisis financiero y la epidemiología.

Históricamente, construir un sistema de aprendizaje automático capaz de aprender una nueva tarea le suele llevar a un estudiante de postgrado desde algunas semanas hasta varios meses. Un conjunto de nuevos lenguajes de programación probabilísticos y experimentales, uno de los cuales, Church, fue desarrollado en el MIT, promete acortar ese tiempo hasta un mero lapso de algunas horas.

En el corazón de cada uno de estos nuevos lenguajes está un algoritmo de inferencia, que indica al sistema de aprendizaje automático cómo llegar a conclusiones a partir de los datos presentados. El carácter generalista de estos algoritmos de inferencia es lo que confiere potencia a los lenguajes: El mismo algoritmo tiene que ser capaz de guiar un sistema que esté aprendiendo a reconocer objetos en imágenes digitales, o a filtrar correo spam, o a recomendar películas en DVD basándose en las alquiladas en ocasiones anteriores, o a realizar cualquier otra cosa que se le pueda pedir a un programa de inteligencia artificial.

Los algoritmos de inferencia utilizados actualmente en la programación probabilística dan buenos resultados manejando datos del tipo que en matemáticas reciben el nombre de Datos Discretos, pero les resulta difícil trabajar con información más compleja, del tipo que en matemáticas se conoce como Datos Continuos.

Por lo tanto, los diseñadores de lenguajes de programación probabilísticos tienen mucho interés en saber si es posible diseñar un algoritmo de inferencia de utilidad general que pueda manipular datos continuos. Desafortunadamente, la respuesta parece ser No.

Sin embargo, también hay buenas noticias: Daniel Roy y Cameron Freer, del MIT, han demostrado que existen grandes clases de problemas en los que intervienen datos continuos que son susceptibles de ser debidamente procesados mediante una solución general. Además, estos investigadores han descrito un algoritmo de inferencia que puede tratarlos. Un lenguaje de programación probabilístico con el nuevo algoritmo incorporado facilitaría el rápido desarrollo de una variedad mucho mayor de sistemas de aprendizaje automático.

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Física

Medir los Efectos de la Gravedad a Distancias Cortísimas

Un nuevo experimento propuesto por físicos en el Instituto Nacional estadounidense de Estándares y Tecnología (NIST) podría hacer posible que los científicos comprobasen con una precisión sin precedentes los efectos de la gravedad a muy cortas distancias, en una escala espacial en la que podrían detectarse nuevos y exóticos detalles del comportamiento de ésta.

De las cuatro fuerzas fundamentales que gobiernan las interacciones en el universo, la gravedad puede resultarnos la más familiar, pero irónicamente es la menos comprendida por los físicos. A pesar de que la influencia de la gravedad sobre cuerpos separados por distancias astronómicas está bien estudiada, apenas ha sido comprobada a escalas muy pequeñas, en el orden de las millonésimas de metro, un ámbito en el que a menudo predominan las fuerzas electromagnéticas. Esta ausencia de datos ha generado años de debate científico

Hay muchas teorías distintas sobre si la gravedad se comporta de modo distinto a distancias tan cortas. Pero resulta bastante difícil acercar tanto a dos objetos y medir con la precisión necesaria el movimiento de uno respecto al otro.

Tratando de superar este problema, el equipo del físico Andrew Geraci del NIST ha diseñado un experimento en el cual se suspendería una pequeña cuenta de cristal en una “botella” láser, permitiéndola moverse de un lado a otro dentro de la botella. Como habría muy poca fricción, el movimiento de la cuenta sería extremadamente sensible a las fuerzas que la rodeasen, incluyendo la fuerza de gravedad ejercida por un objeto pesado situado en las cercanías.

Según el equipo de investigación, el experimento propuesto permitiría comprobar los efectos de la gravedad sobre partículas separadas por una milésima parte del grosor de un cabello humano, lo cual podría finalmente posibilitar que se comprobara la ley de Newton con una sensibilidad 100.000 veces mejor que con los experimentos realizados hasta ahora.

27 de Septiembre de 2010.