1 - ¿Qué es el Machine Learning?

Lección 1 del curso Introducción al Machine Learning.

Introducción

En este primer módulo del curso vamos a entender qué es el Machine Learning, veremos su potencial a través de diferentes aplicaciones reales y veremos cómo se relaciona con otras disciplinas como la Ciencia de Datos y la Inteligencia Artificial.

Y en esta primera lección vamos a entender inicialmente qué es esto del Machine Learning. Comenzaremos con un ejemplo intuitivo que luego nos permitirá introducir una primera definición informal de lo que es el Machine Learning para cerrar con una definición un poco más formal usando un lenguaje más técnico.

Video

En el canal de YouTube puedes ver el video completo de esta primera lección:

Ejemplo intuitivo: un filtro anti-spam

Consideremos como punto de partida el problema de diseñar un filtro para diferenciar el correo spam del correo normal (de hecho esta fue una de las primeras aplicaciones del Machine Learning de uso cotidiano).

Primer enfoque: usando programación convencional

Si usamos un programa de computador convencional podríamos estructurarlo a partir de una serie de reglas, como por ejemplo:

En principio este programa convencional funcionaría para unos cuantos casos, pero tiene muchas falencias que hacen que en la práctica no resulte útil. Por ejemplo:

Pero la gran limitación de la programación convencional es que nuestros programas no serán capaces de generalizar: si el que spammer comienza a cambiar contenidos nuestro programa estará cada vez más lleno de reglas y no estará al ritmo de estos cambios.

En últimas tendremos un programa poco versátil, muy extenso (lleno de reglas), difícil de mantener y que no hará una adecuada detección de los mensajes spam.

Segundo enfoque: usando el Machine Learning

El Machine Learning usa un enfoque totalmente diferente a la programación convencional.

En primer lugar no escribiremos un programa con reglas para detectar el spam. En su lugar lo que haremos será recolectar muchos datos y luego crearemos un programa que permita analizar el contenido del email a nivel de palabra y de frase y que sea capaz de detectar patrones inusuales en ese contenido sin necesidad de decirle explícitamente cuáles son esos patrones.

Con esto el filtrado spam va a ser más robusto, pues las palabras o frases podrán tener cambios pero el sistema de Machine Learning será capaz de generalizar.

En últimas lo que haremos será entrenar un modelo que habrá aprendido a detectar patrones en los datos.

Las ventajas de este enfoque de Machine Learning con respecto a la programación convencional son las siguientes:

Y en últimas esto permitirá que el filtrado se realice con mayor precisión (tal como ocurre con los filtros de spam usados hoy en día).

Así que con este ejemplo ya podemos dar una primera definición de lo que es el Machine Learning.

Definición 1 (informal)

Podemos decir que el Machine Learning es un campo de estudio que permite a los computadores aprender a detectar patrones en los datos para generar predicciones sin necesidad de ser programados explícitamente.

Y en esta definición vale la pena resaltar varios elementos:

Veamos ahora una segunda definición, un poco más formal que la que acabamos de dar (es decir usando un lenguaje más técnico.

Definición 2 (formal)

Esta definición es tomada del libro Machine Learning de Tom Mitchel (1997): … en el Machine Learning “un programa de computador aprende a ejecutar una tarea a partir de la experiencia y con base en una medida de rendimiento y es además capaz de mejorar su desempeño a partir de la experiencia.

Entendamos esta definición partiendo del ejemplo del filtro anti-spam:

Conclusión

Muy bien, ya tenemos una idea clara de lo que es el Machine Learning y en este punto vale la pena resaltar que el objetivo final de esta disciplina es construir modelos que aprendan a detectar patrones en los datos para generar algún tipo de predicción.

Entonces, para entender aún más claramente las definiciones que acabamos de dar en la próxima lección veremos varios ejemplos de aplicación del Machine Learning en diferentes ámbitos de la sociedad y de nuestra vida cotidiana.

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