Cómo funciona una red neuronal (informática)

Hoy intentaré explicar una cosa que hace tiempo que me ronda y no me atrevía, ¿Por qué? Porque es un poco técnico y tenía miedo que cuando leas esto te pierda y desconectes. Pero voy a confiar uno, en que te quedarás hasta el final, y dos que yo voy a esforzarme para explicarme bien.

El tema es entender qué es una red neuronal (informática). Es la base de la inteligencia artificial, y ya que está tan de moda, creo que es bueno que empecemos a conocer este concepto subyacente, el de una red neuronal.

Sé que entre los lectores hay alguna persona muy metida en el mundo técnico, si digo alguna incorrección, perdóname y házmelo saber cuando nos veamos.

Esto de las redes neuronales se empezó a trabajar hace décadas me atrevería a decir, pero al principio no acababan de funcionar, y no se encontraba ninguna aplicación práctica. Así que los investigadores seguían en su ruta en el desierto, buscando el santo grial: cómo emular nuestro cerebro a nivel informático.

El paso era lógico: había que hacer como una red de neuronas, que se comunicaran entre ellas para responder a nuestras preguntas, nuestras necesidades.

Nuestro cerebro es una caja mágica, ya solo anatómicamente es flipante de la de piezas que tiene, la gente piensa en el cerebro y se imagina esa masa que cabe en las dos manos, así como una esponja, pero por dentro hay muchas piezas que cada una tiene su función: el hipotálamo, las amígdalas (hay 2), el hipocampo, la glándula pituitaria, el putamen (hay 2), el fornix, el “caudate nucleus”, etc.

En resumen es una maquinaria biológica espectacular, que la mayoría de la población ni sabemos cómo funciona, seguramente muy poca gente sabe cómo funciona y qué hace cada parte, sin embargo, somos poseedores de una máquina de pensar ultrapotente, con muy poca energía tiene una capacidad de computación brutal.

Y esto, amigo mio, es lo que se está intentando conseguir con la inteligencia artificial, por ahora muchas operaciones que hace el cerebro con poca energía las puede hacer también un chisme de inteligencia artificial, pero gastando más energía, pero dale tiempo.

Nuestro cerebro, la fuente de inspiración para las redes neuronales.

Cómo funciona una red neuronal (informática)

Tienes que imaginarte “bolas” (neuronas) enlazadas unas con otras.

Vamos a simplificarlo mucho.

Vamos a imaginar que solo tenemos 2 neuronas: esto es, imagínate 2 bolas unidas por un cable.

BOLA 1 —— CABLE (con un peso, un multiplicador) ——— BOLA 2 (más un sesgo)

Esto tan simple es una red neuronal.

La bola 1 qué hace? le entra una pregunta, un dato, y responde a través de la bola 2 que escupe un resultado.

¿En esta red tan simple que se puede predecir? ¿Para qué sirve? Puede servir, por ejemplo para predecir los grados Faraday dados los grados en celsius.

¿Cuánto son 30 grados celsius en Faraday? Son 86 grados faraday.

¿Cómo se hace para pasar de celsius a faraday? Hay que multiplicar por 1,8 y sumarles 32.

Esta fórmula se puede plasmar en una red neuronal de 2 neuronas:

El cable que une las dos bolas tiene que tener un factor multiplicador de 1,8
Y la bola2 (neurona) tiene que tener un sesgo, un algo que suma de 32.

¿Y cuál es la gracia de todo esto?

En este caso no mucha, porque ya sabemos la formula, pero lo bueno es que si no supiéramos la fórmula, pero tuviéramos una tabla de 100 temperaturas den celsius, y tenemos las mismas 100 temperaturas en faraday lo que podríamos hace es entrenar esta red neuronal muy simple (de 2 bolas sólo) para deducir cuales son los parámetros (factor multiplicador, y sesgo) que hacen que funcione, es decir, que será capaz de predecir cualquier temperatura en faraday dada la temperatura en celsius.

Todo esto una vez está en marcha nos deja bocabiertos. Tu le preguntas a chatGPT cualquier cosa y nos deja bocabiertos que sepa responder, pero en la base de todo esto es este concepto de las redes neuronales.

¿Cual es la diferencia del funcionamiento de chatGPT con lo que te he explicado? Que en lugar de 2 bolas (neuronas) se construyen redes neuronales de miles de bolas, de millones de bolas, entrenadas para hacer diferentes cosas. Así como nosotros entrenaríamos nuestra red de 2 bolas para predecir la temperatura en faraday, imagínate miles de redes neuronales, de millones de bolas, entrenadas para muchas cosas. Flipante, verdad?

Todo el truco de las redes neuronales está en encontrar los parámetros adecuados de cada conexión de neuronas que hace que la red prediga lo que queramos. Los parámetros siempre son los mismos:

el factor multiplicador que une las 2 bolas (neuronas)
y el sesgo que hay que sumar al llegar a la segunda bola

¿He conseguido explicarme, más o menos?

Bueno, por si a caso te comparto 2 videos que a mí me fliparon cuando los vi, y me permitieron entender de que va todo esto.

Video red neuronal de dos bolas para predecir temperatura en faraday

En este video se explica muy bien lo que te decía anteriormente:

Video red neuronal para detectar qué letra escribes

Este fue creo el primer video que vi sobre redes neuronales que permitió que viera la luz, que entendiera de que va esto. Luego descubrí el video anterior, que es mucho más simplificado y todavía se entiende más fácil.

Bueno, te comparto el video: