LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA EDUCACIÓN DEL FUTURO.

Lorenzo Guadamuz Sandoval

SÁBADO 29 DE JULIO 2017.

La Inteligencia Artificial(IA) es un conjunto de tecnologías computacionales que se inspiran en las formas en que las personas usan en la vida diaria sus sistemas nerviosos, sus sentidos ,  su cerebro, su mente,  sus cuerpos , sus movimientos para sentir, aprender, razonar,  actuar, interactuar, trabajar, innovar y producir.  

LO INMENSO DEL UNIVERSO. LO GRANDIOSO  DEL CEREBRO.

La mente  y el univer­so representan aún dos de los mayores  misterios  de la naturaleza  . El avance en las Ciencias, en los aparatos, en las tecnologías , en los robots , en las naves espaciales,  han permitido explorar parte del Universo y tener imágenes de mundos lejanos en el espacio,   de las  galaxias , de constelaciones, o de agujeros negros , claro que  entre más conocemos, mayores secretos del universo se nos presentan como retos interminables pero motivadores. A su  vez el avance en la investigación celular nos ha permitido desentrañar el átomo, el ADN y las últimas tecnologías producto de la física – las potentes máquinas de resonancia magnética-  que nos han permitido ir conociendo más de cómo funciona nuestro cerebro, pero entre más nos permite la ciencia avanzar y conocer , más queremos saber y hasta queremos reproducir nuestro cerebro creando  cerebros artificiales.  

Para iniciar el dominio de  la era espacial fueron necesarios más de   cuatrocientos    años desde la invención   del telescopio ,   pero  han bastado  solo veinte  años  desde la aparición   de la máquina  de imagen de  resonancia   magnética   y  otros  sofisticados   escáneres  cerebrales   para iniciar con éxito la exploración del cerebro.

En  la Vía  Láctea  existen  cien  mil  millones   de  estrellas, aproxi­madamente   la misma  cantidad  de neuronas   que hay en nuestro  cerebro.    La mente humana con­tinúa siendo una de las mayores y más misteriosas fuerzas del mundo. El cerebro pesa únicamente  alrededor de kilo y medio, sin embargo es el objeto más complejo del sistema  solar. Aunque supo­ne tan solo el 2 por ciento del peso  corporal, su apetito es insaciable y consume el 20% de nuestra energía total , en los recién nacidos consume el 65% de la energía total del bebé. (Michio Kaku, El futuro de nuestra mente).

La mente es concebida como una función del cerebro,  la cual nos permite  entender ,  crear  pensamientos, innovar, ser  creativos, razonar, analizar, solucionar  problemas,   desarrollar  aprendizajes, tener emociones, crear nuestra propia historia de lo vivido, lo actuado, de lo  sentido.  Se dice en Wikipedia que  la mente tiene tres tipos de procesos: los conscientes, los inconscientes y los procedimentales, que se realizan en la región del cerebro llamada hipocampo.   

CEREBRO Y COMPUTACIÓN.   

Mucha  gente  se sorprende   cuando  se dice que  nuestros   inteligentes teléfonos    móviles   actuales   tienen   más  potencia   de cálculo  que  la computadora que usó la  NASA  en el momento  en que  llevó  a dos hombres   a la Luna  en  1969. Los computadores    tienen  ahora  capacidad  suficiente para registrar  las señales eléctricas  que  emanan  del cerebro  y deco­dificarlas parcialmente   en un  lenguaje  comprensivo .   Esto permite   establecer  una interfaz  directa  entre  el cerebro  y los computadores, abriendo infinitas posibilidades para la innovación y la investigación.  

Se puede hacer una comparación entre las tres edades del cerebro, según descritas en 1967 por el Dr. Mac Lean (cerebro reptil, cerebro mamífero y neo corteza) y las diferentes edades de la informática : i- informática de gran tamaño pero de poca capacidad; ii- informática de redes e internet, informática móvil, internet en la nube; iii- big data, internet de las cosas ,  la inteligencia artificial). En el cuadro  1 presentamos ese paralelismo, desde mi personal punto de vista.

PARA QUÉ SIRVE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL?

Como dicho al inicio de este artículo la Inteligencia Artificial(IA) es un conjunto de tecnologías computacionales que se inspiran en las formas en que las personas usan en la vida diaria sus sistemas nerviosos, sus sentidos ,  su cerebro, su mente,  sus cuerpos , sus movimientos para sentir, aprender, razonar,  actuar, interactuar, trabajar, innovar y producir. 

Su más moderna expresión es el  aprendizaje profundo (Deep Learning) , que es una forma de aprendizaje automático (máquinas) basado en representaciones en capas de variables denominadas redes neuronales, que ha permitido que la comprensión del habla sea de uso cotidiano  en nuestros teléfonos (SIRI por ejemplo) y sus algoritmos pueden aplicarseampliamente a una serie de aplicaciones que dependen del patrón reconocimiento (numérico, facial, imágenes, sonidos, movimientos). En un artículo en este espacio de FB escribí hace unos meses sobre “Deep Learning” o Aprendizaje Profundo, aplicado tanto a máquinas como a seres humanos y a algunas aplicaciones en la educación.

Lo más visible de  la Inteligencia Artificial   es la conducción automática- sin choferes- ;  ayudar a las personas  a aprender;  mejorar la calidad de vida  de las personas;  ayudar en el cuido de personas mayores; desarrollar nuevas industrias;  generar nuevos pero diferentes empleos; aumentar la seguridad;  apoyar la investigación; mejorar la comunicación,  la economía, la producción y en general todas las áreas de la vida. .  De hecho, en el último quinquenio se han realizado  aplicaciones beneficiosas de la Inteligencia Artificial   en los centros educativos (incluidas las universidades) , en los hogares y en los centros médicos y hospitales. Hace dos años escribí sobre la economía colaborativa, que en el presente tiene muchas aplicaciones y en el futuro será un requisito de aplicación generalizada.

Las innovaciones basadas en la visión por computadora, el reconocimiento del habla y el procesamiento del lenguaje natural han impulsado  el auge de la Inteligencia Artificial , la cual  también está cambiando la forma en que las personas interactúan con la tecnología. Muchas personas ya se han acostumbrado a comunicarse interactivamente por medio de  sus teléfonos inteligentes o con sus “tablets”, aunque sean “sorompas o medio inteligentes ” por que aún las inteligentes son muy caras.   

Existen ya numerosos campos donde se aplica la inteligencia artificial:  en la aviación, en los mares, en la exploración y estudio de las profundidades de la tierra, en la investigación del Universo,  en las exploraciones, en la industria , en el medio ambiente,  en la empresa, en la investigación, en el transporte, en la comunicación, en la salud , en la educación, en la seguridad , en el entretenimiento y hasta en los robots de servicio .

Los robots y otras tecnologías de Inteligencia Artificial  han comenzado ya a desplazar puestos de trabajo en algunos sectores. Eso crecerá y por ende aumentará la preocupación de la sociedad civil.   Como sociedad, estamos ahora en una coyuntura crucial para determinar cómo implementar las tecnologías basadas en la Inteligencia Artificial  de manera que promuevan y no obstaculicen, los valores democráticos como la libertad, la igualdad y la transparencia.

La Inteligencia Artificial ha tenido un crecimiento notable en el Sector  de la  Salud, desde la recopilación de datos útiles de dispositivos de monitoreo personal y aplicaciones móviles, de registros de salud electrónicos (EHR) en entornos clínicos hasta  robots quirúrgicos diseñados para ayudar con procedimientos médicos y servicios Robots que apoyan las operaciones hospitalarias. Las aplicaciones basadas en la Inteligencia Artificial   podrían mejorar los resultados de salud y la calidad de vida de millones de personas en los próximos años. (Artificial Intelligence and Life In 2030 . Report Of The 2015 Study Panel | September 2016)

EL FUTURO CERCANO DE LA  INTELIGENCIA ARTIFICIAL  ?

Los avances en robótica se basarán en avances proporcionados para mejorar la fiabilidad y la generalidad de la visión por computadores  y otras formas de percepción de las máquinas. Ha sido la sub-área  más transformada por el surgimiento del aprendizaje profundo. Por primera vez, las computadoras son capaces de realizar algunas tareas de visión mejor que las personas.

La Internet de las Cosas  interconecta  una amplia gama de dispositivos, incluyendo aparatos, vehículos, edificios y cámaras, los cuales pueden ser interconectados para recopilar y compartir su abundante información sensorial para usar con fines inteligentes. Esa información se maneja en megabases de datos inteligentes, en una maximización del llamado “big Data”. La computación neuromórfica es un conjunto de tecnologías que buscan imitar las redes neuronales biológicas para mejorar la eficiencia y la robustez del hardware de los sistemas informáticos.

Para el 2030, la seguridad ciudadana será totalmente centrada en el uso  de cámaras virtuales mejoradas  por todo lado integradas en tiempo real, apoyadas por Drones  para la vigilancia y acción inmediata en caso de ser requerido por los ciudadanos.

La Inteligencia Artificial estará  preparada para reemplazar a la gente en ciertos tipos de trabajos, como en la conducción de taxis y camiones. Sin embargo, en muchos ámbitos probablemente reemplazará tareas en lugar de empleos a corto plazo, y también creará nuevos tipos de trabajos.Pero los nuevos puestos de trabajo que surgirán son más difíciles de imaginar de antemano que los trabajos existentes que probablemente se perderán , la mayoría de los cuales ya se pueden con mucha certeza hipotetizar.

DOS MEGA PROYECTOS SOBRE EL CEREBRO EN LOS QUE INCIDE INTELIGENCIA ARTIFICIAL En enero de 2013 el entonces presidente Obama y la Unión   Europea  anunciaron   una partida  presupuestaria   de miles  de millones   de  dólares   destinados   a dos  proyectos   independientes    que buscaban  desentrañar   las   claves del cerebro ,  dos proyectos  que, como  el del Genoma   Humano,   cam­biarán  el panorama   médico  y científico.  Con estos proyectos se  permitirá tener  un  acceso  ilimitado   a nuestra  mente,  sino  que  también   propi­ciará la  creación  de nuevas industrias,   estimulará  la actividad  econó­mica y abrirá  nuevos   horizontes   para la neurociencia (y en la neuro-didáctica de paso). Son proyectos con visión de resultados  para 2035 y 2050

El proyecto europeo  llamado The Human Brain Project (Proyecto Cerebro Humano), es una iniciativa que tiene como objetivo aglutinar todo el conocimiento existente sobre el cerebro para reconstruirlo, parte por parte, gracias a modelos y simulaciones elaboradas mediante el uso de seis  plataformas de investigación, en las áreas de:  a- neuro-informática, b- la simulación del cerebro, c- la computación de alto rendimiento, d-  la informática médica, e- la neuro-mórfica y f- la  neuro-robótica.

El proyecto estadounidense  se definió orientado inicialmente a  conocer más acerca del cerebro y sus enfermedades como el Alzheimer o la esquizofrenia.   Este proyecto se llama Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, BRAIN , por sus siglas en inglés. Su objetivo es conseguir que los científicos tengan una mayor comprensión del funcionamiento del cerebro  y ello alimentará en consecuencia la investigación y desarrollo en la Inteligencia Artificial.

INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y EDUCACIÓN DEL FUTURO.

Los modelos educativos en uso aún en el año 2018 -al menos en Costa Rica y en países como los Centroamericanos y del Caribe , entre ellos la República Dominicana, están basados en modelos del siglo XVIII y siglo XIX. En el caso de Costa Rica la Legislación tiene más de 6 décadas;  el curriculum más de 50 años (sólo con cambios en algunos pocos programas) ;  la metodología se fundamenta en los métodos de hace 100 años; la formación de maestros se basa en modelos de más de 70 años y las estructuras educativas datan demás de  50 años , la última reforma significativa se produjo en los años setenta y finales delos ochenta . Lo más triste es que en el futuro próximo lo que se visualiza en la educación pública es más de lo mismo, es decir, no cambios significativos para no generar problemas, aunque el país siga estancándose cada vez más.

Sin embargo, aunque no sea decisión de las autoridades educativas conscientemente y menos de los políticos cada cuatro años, la realidad, las tendencias, las corrientes educativas, las innovaciones en el mundo obligarán a cambiar el modelo actual del siglo XIX , es decir hipotetizo que habrá cambios a pesar de los políticos, de los Ministros, del Consejo de Educación y de los gremios de educadores. La realidad impondrá las innovaciones y los cambios.

La educación de calidad siempre requerirá la participación activa de buenos profesores humanos, la Inteligencia Artificial   promete mejorar la educación en todos los niveles, especialmente proporcionando una educación individualizada, personalizada  para cada estudiante, sin importar su edad, su nivel, su ubicación geográfica.

Los maestros interactivos y la enseñanza “on line” asistida con aplicaciones que usan inteligencia artificial se utilizarán cada vez más  para enseñar ciencia, matemáticas, idiomas, cultura  y otras disciplinas tanto técnicas como humanistas . El procesamiento del lenguaje natural ha impulsado el aprendizaje en línea y ha permitido a los maestros (especialmente en las universidades) multiplicar el tamaño de sus aulas mientras se dirigen a las necesidades y estilos de aprendizaje de los estudiantes, cada vez más mundializados, como por ejemplo los MOOCs, de los cuales hemos escrito anteriormente en estas páginas en Facebook.

En las próximas décadas veremos el transporte escolar auto dirigido, sin chofer; el transporte de bienes para los Comedores escolares trasladados a los centros educativos en camiones sin conductor; los libros y otros materiales didácticos serán transportados en Drones;  la seguridad en los centros educativos será por medio de video vigilancia interactiva en línea y con ultra-sensores para evitar armas, drogas, sustancias peligrosas .  Veremos los talleres y laboratorios   usando realidad virtual interactiva y compartida ;  los laboratorios de idiomas con realidad virtual y hologramía, así como laboratorios de idiomas y de ciencias con simuladores (como los de enseñar a volar ) . Los pagos de profesores y pagos a centros educativos , así como pagos por servicios se realizarán en lo cotidiano sin dinero como lo conocemos.

 Las capacitaciones serán  Individualizadas  , hechas a la medida de las necesidades de cada profesor. Las bases  de datos serán captadas en forma de múltiples sensores, tanto en cada aula como en cada espacio educativo y las bases de datos académicas, tanto de curriculum, de evaluación, de rendimiento, de avances en dominio cognitivo se irán tomando automáticamente de la información de lo que cada estudiante hace en su programa individualizado, con una base de datos inteligente que le irá ayudando a tomar las mejores decisiones, a resolver problemas, a formular mejores preguntas , a buscar y construir respuestas holísiticas.

Lo más importante: los planes de estudio serán para una escuela no graduada (adiós a la escuela graduada); los cursos serán  diseñados y entregados para cada estudiante en forma individualizada,  a la medida de las inteligencias múltiples que cada uno posee; el curriculum será renovado totalmente eliminando asignaturas que sólo tienen cabida en la historia del curriculum; será un curriculum  reducido a  sólo  4 ó 5 grandes áreas cognitivas integradas (a manera de “core curriculum holístico”  , una de ellas cambiándose continuamente pues responderá a los avances dela ciencia y la tecnología, otra estaría orientada a la inteligencia espiritual (no religiosa) o con orientaciones al Super Aprendizaje, la Super Memoria, el control de emociones y el Saber Vivir – Veremos y viviremos la transferencia cognitiva y reforzamiento de áreas donde el estudiante es débil por transferencia de cerebro a cerebro o de copia de habilidades por transferencia neuronal, a quienes se les dotará instantáneamente de  materiales educativos multimediales,  totalmente interactivos para cada necesidad. Es posible que la pedagogía se fortalezca en el cerebro con la Internet de la Mente.

Veremos a los profesores contar con  asistentes robots que se presentarán en forma de hologramas en al menos 7D, para apoyar en lo “informativo”,  mientras los profesores humanos atenderán lo formativo.

En ese futuro  muchas cosas de la metodología y de los contenidos actuales serán parte de los museos de historia pedagógica. Y claro, esperamos una Escuela Pública de Calidad, con Equidad, sin distingos entre público y privado, entre rural y urbano.

Y en la Gestión Escolar será muy fácil programar procesos inteligentes. Quien suscribe este artículo ha dirigido la elaboración de Software de gestión para todo un país, para tener en red y “on line” todos los centros educativos públicos y también desarrolló software para la gestión universitaria, llegando a matricular 30,000 estudiantes el mismo día, sin intervención más que del estudiante; en el futuro visualizo como muy fácil que al terminar un cuatrimestre el estudiante reciba la propuesta de las asignaturas que debe matricular en el próximo cuatrimestre  y sólo le dé OK y todo el proceso (100 pasos)  se hará automáticamente.

Sería conveniente que los Ministerios de Educación  comiencen a desarrollar algún proyecto sobre  las aplicaciones de la inteligencia artificial en la educación e iniciar procesos de capacitación y actualización magisterial para preparar a los educadores en estos cambios que querámoslo o no tocarán las aulas en los próximos años.

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