La inteligencia artificial incluso predice su futuro

Investigadores alemanes han desarrollado un algoritmo de IA que no sólo ayuda a los investigadores a orientarse en este voluminoso y cambiante campo de conocimiento, sino que también les indica por dónde va a ir la investigación y les inspira nuevas ideas que potencien su desarrollo.

La inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML) son campos de la ciencia que están experimentando un crecimiento exponencial, tanto en el número de publicaciones científicas como en el desarrollo de nuevas aplicaciones.

Sin embargo, para los investigadores humanos es casi imposible seguir el ritmo del progreso y mantener una visión global de los avances.

En el campo de la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML), el número de publicaciones científicas está creciendo exponencialmente y se duplica cada 23 meses.

¿Qué pasaría si una IA pudiera ayudar a los científicos a orientarse sistemáticamente y a guiarles predictivamente hacia la dirección en la que evolucionará su propio campo de investigación?

Preguntas sobre el futuro

Esa es la idea detrás de Science4Cast, una herramienta basada en grafos (diagramas) desarrollada por un equipo internacional liderado por Mario Krenn, del Instituto Max-Planck para la Ciencia de la Luz en Erlangen, Alemania que publica los resultados de su trabajo en la revista Nature Machine Intelligence.

Esta herramienta permite plantear preguntas sobre el futuro desarrollo de la investigación en IA y obtener respuestas basadas en el análisis de más de 100.000 publicaciones científicas en este campo, abarcando un período de 30 años.

Muy en resumen, Science4Cast es una representación gráfica del conocimiento sobre la IA que se vuelve más complejo a medida que se publican más artículos científicos. Cada nodo del grafo representa un concepto en IA, y las conexiones entre los nodos indican si y cuándo dos conceptos fueron estudiados conjuntamente. Por ejemplo, la pregunta "¿Qué pasará?" se puede describir como una cuestión matemática sobre el desarrollo futuro del grafo.

Estimando probabilidades

Science4Cast utiliza un método de aprendizaje automático basado en la predicción de enlaces, que consiste en estimar la probabilidad de que se forme una conexión entre dos nodos del grafo.

Para ello, se utilizan varias características de red, como el grado, la centralidad o la similitud estructural, que capturan las propiedades topológicas del grafo.

El método se entrena con datos históricos del grafo y se valida con datos recientes. El método puede predecir tanto los nuevos conceptos que aparecerán en el futuro como las nuevas combinaciones de conceptos existentes.

Explicaciones intuitivas

Science4Cast tiene varias ventajas respecto a otros métodos existentes para analizar y predecir las tendencias científicas. Por un lado, es capaz de gestionar grafos dinámicos y complejos, que crecen exponencialmente con el tiempo y tienen una estructura heterogénea.

Por otro lado, es capaz de generar predicciones específicas y cuantitativas, que pueden ser evaluadas objetivamente y comparadas con otros métodos.

Además, es capaz de ofrecer explicaciones intuitivas y visuales sobre las predicciones, lo que facilita su comprensión e interpretación por parte de los usuarios.

Ayuda científica

Science4Cast tiene múltiples aplicaciones potenciales para los investigadores y las instituciones científicas.

Por ejemplo, puede ayudar a los investigadores a identificar los temas más relevantes y prometedores en su campo, así como a encontrar colaboradores potenciales con intereses afines.

También puede ayudar a las instituciones a evaluar el impacto y la calidad de sus publicaciones, así como a diseñar estrategias de financiación e innovación basadas en el análisis de las tendencias científicas.

Pero predecir lo que los investigadores trabajarán en el futuro es sólo un primer paso. En su trabajo, los investigadores describen cómo el desarrollo posterior de Science4Cast podría proporcionar sugerencias personalizadas para los científicos individuales sobre sus futuros proyectos de investigación, sirviendo como una "musa artificial" para inspirar nuevas ideas que impulsen el desarrollo de la IA.

Cómo acceder

Cualquier persona puede acceder y beneficiarse de Science4Cast visitando su página web oficial, donde se puede encontrar más información sobre la herramienta, así como un tutorial interactivo que explica cómo utilizarla. También se puede descargar el código fuente de la herramienta desde su repositorio de GitHub, donde se puede encontrar más detalles técnicos sobre su funcionamiento y su implementación

Además de científicos o instituciones de investigación, cualquier estudiante o aficionado a la ciencia puede utilizar también Science4Cast para aprender sobre los conceptos y las aplicaciones más interesantes y novedosos en el campo de la IA y el ML, así como para inspirarse para sus propios proyectos o estudios.

El acceso a Science4Cast es gratuito, sin embargo, para participar en la competición o asistir al taller, hay que registrarse y pagar una cuota. Además, si se quiere acceder a las publicaciones científicas relacionadas con Science4Cast, se puede consultar la revista Nature Machine Intelligence, que ofrece algunas opciones de acceso abierto.

Referencia

Forecasting the future of artificial intelligence with machine learning-based link prediction in an exponentially growing knowledge network. Mario Krenn et al. Nature Machine Intelligence (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s42256-023-00735-0