aprendizaje automatico

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Introduccion

Cap tulo 1 Introduccion
\Para empezar con las maquinas que aprenden: un sistema organizado
puede de nirse como aquel que transforma un cierto mensaje de entrada
en uno de salida, de acuerdo con algun principio de transformacion. Si
tal principio esta sujeto a cierto criterio de validez de funcionamiento, y
si el metodo de transformacion se ajusta a n de que tienda amejorar
el funcionamiento del sistema de acuerdo con ese criterio, se dice que el
sistema aprende."

N. Wiener

1.1 Aprendizaje animal y automatico
No es habitual comenzar un libro sobre el tipo de aprendizaje que puede realizar una maquina,
al que se llamara aqu aprendizaje automatico, estudiando los procesos de aprendizaje que son
observables en la naturaleza, aunque existen algunosprecedentes (por ejemplo, GALL91] y
PEAR87]). La razon es que si se quiere buscar un marco cognitivo para explicar el fenomeno
del aprendizaje, parece razonable referirse a aquellas conductas observables en los animales
{y que son identi cables como aprendizaje{ que pueden ayudar a explicar de manera mas
completa un proceso tan complejo como el que nos ocupa.
No basta solo con intentar explicar quey como se aprende en terminos de procesos generales
tales como asociaciones, abstraccion de prototipos, pruebas de hipotesis, induccion, razonamiento analogico, asimilacion, generalizacion o diferenciacion. Hay razones para a rmar
que existe cierto sesgo en las estructuras cognitivas que se emplean en cada una de las tareas
mencionadas y que dicho sesgo depende directamente de caracter sticasespec cas del dominio
donde algo ha ser aprendido.

1.1.1 Aprendizaje animal
Cuando los organismos se ajustan o adaptan al conjunto de est mulos que provienen del
entorno, es decir, reciben informacion y la almacenan con el n de reutilizarla en situaciones o
patrones de est mulos semejantes, se puede decir que aprenden. En particular nos referimos a
los animales ya que, desde el punto devista del aprendizaje, y a diferencia de las plantas, son

© Los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998.

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Aprendizaje Automatico

moviles y activos. De hecho, se puede a rmar que los animales son maquinas que presentan
una conducta predatoria y tienen que moverse para localizar su alimento y conseguirlo o, al
menos, estan dotados de organos especializados para ello, como es el caso demuchos seres
marinos que no se mueven pero son capaces de ltrar el agua que absorben para alimentarse.
Este enfasis en el movimiento de los animales es fundamental para explicar la existencia de
diferentes tipos de aprendizaje. Es posible imaginar dos situaciones muy diferentes:
El animal se mueve de manera aleatoria en este caso el mismo movimiento debe acercarle
al medio en el cual puedaproveerse de todo lo necesario para su subsistencia (agua,
ox geno, comida, etc) y asegurar su desarrollo y la supervivencia de una proporcion
signi cativa de los seres de su especie.
Si un movimiento aleatorio no es su ciente debe existir un movimiento dirigido para
lo que debe haber organos especiales de deteccion de objetos en el entorno y guiar al
animal hacia ellos, de forma directa oindirecta. La mayor precision de estos movimientos
depende de la evolucion causada por la presion generada por la competencia con otras
especies por unos recursos acotados en un determinado habitat ecologico.
Una parte signi cativa de la conducta de muchos animales parece estar fuertemente arraigada
e in uenciada por la experiencia, de tal forma que puede ser descrita como innata, instintiva
o,simplemente, no aprendida. Es decir, muchos animales estan de alguna forma programados
de manera innata y, cuando perciben alteraciones en su entorno y cambian sus patrones de
conducta { como resultado de esta percepcion { se puede decir que aprenden. Desde este punto
de vista, el aprendizaje1 puede ser de nido como la organizacion (o reorganizacion) de la propia
conducta (ante una situacion o un...