Crédito:Universidad de Lieja
Inspirado en el funcionamiento del cerebro humano y basado en un mecanismo biológico llamado neuromodulación, permite a los agentes inteligentes adaptarse a situaciones desconocidas
La Inteligencia Artificial (IA) ha permitido el desarrollo de técnicas de aprendizaje automático de alto rendimiento en los últimos años. Sin embargo, estas técnicas a menudo se aplican tarea por tarea, lo que implica que un agente inteligente entrenado para una tarea se desempeñará mal en otras tareas, incluso muy similares. Para superar este problema, Investigadores de la Universidad de Lieja (ULiège) han desarrollado un nuevo algoritmo basado en un mecanismo biológico llamado neuromodulación. Este algoritmo permite crear agentes inteligentes capaces de realizar tareas que no se encuentran durante el entrenamiento. Este novedoso y excepcional resultado se presenta esta semana en la revista MÁS UNO .
A pesar del inmenso progreso en el campo de la IA en los últimos años, todavía estamos muy lejos de la inteligencia humana. En efecto, si las técnicas actuales de IA permiten capacitar a los agentes informáticos para que realicen ciertas tareas mejor que los humanos cuando están capacitados específicamente para ellas, el desempeño de estos mismos agentes es a menudo muy decepcionante cuando se les coloca en condiciones (aunque sea levemente) diferentes a las experimentadas durante el entrenamiento.
El ser humano es capaz de adaptarse a situaciones nuevas de forma muy eficaz utilizando las habilidades que ha adquirido a lo largo de su vida. Por ejemplo, un niño que ha aprendido a caminar en una sala de estar, rápidamente también aprenderá a caminar en un jardín. En tal contexto, aprender a caminar está asociado con la plasticidad sináptica, que modifica las conexiones entre neuronas, mientras que la rápida adaptación de las habilidades para caminar aprendidas en la sala de estar a las necesarias para caminar en el jardín está asociada con la neuromodulación. La neuromodulación modifica las propiedades de entrada y salida de las propias neuronas a través de neuromoduladores químicos.
Crédito:Universidad de Lieja
La plasticidad sináptica es la base de todos los últimos avances en IA. Sin embargo, Hasta ahora ningún trabajo científico ha propuesto una forma de introducir un mecanismo de neuromodulación en redes neuronales artificiales. Este resultado bastante excepcional, descrito esta semana en la revista MÁS UNO , es el resultado de una colaboración extremadamente fructífera entre neurocientíficos e investigadores de inteligencia artificial de la Universidad de Lieja que desarrollan algoritmos inteligentes:dos Ph.D. estudiantes, Nicolas Vecoven y Antoine Wehenkel, así como dos profesores, Damien Ernst (especialista en inteligencia artificial) y Guillaume Drion (neurocientífico).
Estos investigadores de ULiège han desarrollado una arquitectura de red neuronal artificial completamente original, introduciendo una interacción entre dos subredes. El primero tiene en cuenta toda la información contextual sobre la tarea a resolver y, sobre la base de esta información, neuromodulo la segunda subred a la manera de los neuromoduladores químicos del cerebro. Gracias a la neuromodulación, esta segunda subred, que determina las acciones a realizar por el agente inteligente, por lo tanto, se puede adaptar extremadamente rápido a la tarea actual. Esto permite que el agente resuelva de manera eficiente nuevas tareas.
Esta arquitectura innovadora ha sido probada con éxito en clases de problemas de navegación para los que es necesaria una adaptación. En particular, agentes entrenados para moverse hacia un objetivo, evitando obstáculos, pudieron adaptarse a situaciones en las que su movimiento se vio interrumpido por direcciones del viento extremadamente variables.
El profesor Damien Ernst dice:"La novedad de esta investigación es que, por primera vez, Los mecanismos cognitivos identificados en la neurociencia están encontrando aplicaciones algorítmicas en un contexto multitarea. Esta investigación abre perspectivas en la explotación en IA de la neuromodulación, un mecanismo clave en el funcionamiento del cerebro humano ".
