Premio Nobel de F¨ªsica 2024 a John Hopfield y Geoffrey Hinton por poner las bases de la inteligencia artificial

La Real Academia de las Ciencias de Suecia ha concedido este martes el Nobel de F¨ªsica a John J. Hopfield y Geoffrey E. Hinton ¡°por descubrimientos e invenciones fundamentales que permiten el aprendizaje autom¨¢tico con redes neuronales artificiales¡±. La versi¨®n corta del entrecomillado es que las aportaciones de ambos han sido claves para el llamado machine learning, los distintos m¨¦todos por los que las m¨¢quinas aprenden. De hecho, al brit¨¢nico Hinton se le conoce como el padrino de la Inteligencia Artificial (IA). Por su parte, el estadounidense Hopfield fue uno de los primeros en idear una red neuronal artificial.

Los dos Premios Nobel de F¨ªsica de este a?o se apoyaron en herramientas de la propia f¨ªsica para desarrollar m¨¦todos que son la base del aprendizaje autom¨¢tico de m¨¢quinas. Hopfield cre¨® una memoria asociativa ya en 1982 que pod¨ªa almacenar y reconstruir im¨¢genes y otros tipos de patrones en los datos. Por su parte, Hinton invent¨® un m¨¦todo que permite a una m¨¢quina encontrar propiedades en los datos de forma aut¨®noma y, por lo tanto, realizar tareas como identificar elementos espec¨ªficos en im¨¢genes. Su obsesi¨®n fue siempre estudiar c¨®mo funciona el cerebro para tratar de replicar esos mecanismos en los ordenadores, acu?ando ya en 1972 el concepto de red neuronal.

Una de estas redes lleva el nombre de Hopfield, su creador. La red Hopfield usa la parte de la f¨ªsica que describe las caracter¨ªsticas de un material debido a su esp¨ªn, una propiedad que convierte a cada ¨¢tomo en un peque?o im¨¢n. La red en su conjunto equivaldr¨ªa a la energ¨ªa en el sistema de esp¨ªn encontrado en la f¨ªsica. Su entrenamiento se basa en encontrar valores para las conexiones entre los distintos nodos, de modo que las im¨¢genes guardadas tengan baja energ¨ªa. Cuando el sistema recibe una imagen distorsionada o incompleta, trabaja met¨®dicamente a trav¨¦s de los nodos, actualiza sus valores. De este modo, la red trabaja paso a paso para encontrar la imagen guardada que se parezca m¨¢s a la imagen imperfecta con la que se la aliment¨®.

Por su parte, Hinton us¨® la red de Hopfield como base para una nueva que utiliza un m¨¦todo diferente: la llamada m¨¢quina de Boltzmann, que puede aprender a reconocer elementos caracter¨ªsticos en un tipo determinado de datos. Fue uno de los primeros tipos de redes neuronales capaces de aprender mediante representaciones internas. El laureado brit¨¢nco tambi¨¦n se apoy¨® en la f¨ªsica, en este caso herramientas de la f¨ªsica estad¨ªstica, la ciencia de los sistemas construidos a partir de muchos componentes similares. Su m¨¢quina se entrena aliment¨¢ndola con ejemplos que es muy probable que surjan cuando se la ejecuta. La m¨¢quina de Boltzmann se puede utilizar para clasificar im¨¢genes o crear nuevos ejemplos del tipo de patr¨®n en el que se la entren¨®. Hinton y Hopfield est¨¢n en la base del explosivo desarrollo actual del aprendizaje autom¨¢tico.

De padre de la IA a su vigilante

Hinton ya hab¨ªa recibido grandes reconocimientos. En 2017, la Fundaci¨®n BBVA le concedi¨® el galard¨®n Fronteras del Conocimiento de Tecnolog¨ªas de la Informaci¨®n y la Comunicaci¨®n. En 2018 le otorgaron el premio Turing, considerado el oficioso Nobel de inform¨¢tica, junto a otros dos colegas. Y ya en 2022, junto a los colegas Yann LeCun, Yoshua Bengio y Demis Hassabis, recibi¨® el Princesa de Asturias por sus aportaciones al desarrollo de las redes neuronales artificiales.

Sin embargo, en 2023 abandon¨® la primera l¨ªnea de investigaci¨®n, era hasta entonces vicepresidente de ingenier¨ªa de Google, para alertar sobre el reverso tenebroso de la IA. En una entrevista a EL PA?S, el cient¨ªfico brit¨¢nico citaba algunos de sus peligros: ¡°La generaci¨®n de noticias falsas ya est¨¢ causando grandes divisiones en la sociedad. La eliminaci¨®n de ciertos tipos de trabajo tendr¨¢ un impacto en el empleo. Aumentar¨¢ la disparidad de riqueza entre los ricos y los pobres. Esos son algunos de los peligros inminentes, aunque yo no me centro en esos, sino en otro de car¨¢cter existencial¡±, dec¨ªa. Y completaba con la parte m¨¢s inquietante de su respuesta: ¡°Hace poco me di cuenta de que el tipo de inteligencia digital que estamos desarrollando podr¨ªa ser una forma de inteligencia mejor que la de los cerebros biol¨®gicos¡±.

Pablo Haya, investigador del Laboratorio de Ling¨¹¨ªstica Inform¨¢tica de la Universidad Aut¨®noma de Madrid y director del ¨¢rea de Business & Language Analytics (BLA) del Instituto de Ingenier¨ªa del Conocimiento, dice que ¡°este Premio Nobel representa un reconocimiento excepcional a la investigaci¨®n fundamental en aprendizaje autom¨¢tico y, espec¨ªficamente, a las t¨¦cnicas de redes neuronales y aprendizaje profundo (deep learning, en ingl¨¦s), que constituyen la base de sistemas de inteligencia artificial como ChatGPT¡±. En declaraciones a SMC Espa?a, Haya considera que ¡°este premio va m¨¢s all¨¢ del m¨¦rito de los individuos galardonados, reconociendo a toda una comunidad cient¨ªfica que comenz¨® su labor hace m¨¢s de medio siglo¡±.

Por su parte, Maite Mart¨ªn, catedr¨¢tica del departamento de inform¨¢tica de la universidad de Ja¨¦n destaca que el Nobel para Hinton y Hopfield ¡°es un reconocimiento a dos figuras clave en el desarrollo de la inteligencia artificial moderna, ya que son pioneros y precursores de las redes neuronales artificiales, que constituyen la base del aprendizaje autom¨¢tico actual, como el deep learning o los transformers¡±. Sus descubrimientos han transformado todas las ¨¢reas de la IA, ¡°desde el procesamiento de im¨¢genes y la ciencia de datos, hasta el procesamiento del lenguaje natural, con avances que ya impactan en nuestra vida cotidiana. Un claro ejemplo de su impacto son los asistentes virtuales como Siri o Alexa, y los traductores autom¨¢ticos, que millones de personas usan a diario¡±, justifica. ¡°Por otro lado, en ¨¢reas m¨¢s especializadas, encontramos aplicaciones como la medicina personalizada o los sistemas avanzados para la detecci¨®n y mitigaci¨®n de discursos de odio, que tambi¨¦n est¨¢n haciendo uso de las tecnolog¨ªas en las que fueron pioneros¡±, termina.

En 2023, los premiados fueron la francesa Anne L¡¯Huillier, el tambi¨¦n galo Pierre Agostini y el h¨²ngaro Ferenc Krausz. La Academia les reconoci¨® el desarrollo de nuevas herramientas para medir y observar la materia m¨¢s min¨²scula en movimiento. El jurado destac¨® entonces que los tres premiados hab¨ªan creado pulsos de luz extremadamente cortos, que se pueden utilizar para medir o fotografiar los fugaces procesos en los que los electrones se mueven. Son eventos que ocurren en attosegundos, trillon¨¦simas partes de un segundo: la escala de tiempo m¨¢s breve captada por el ser humano.

El Premio Nobel de F¨ªsica se ha concedido 117 veces a 225 premios Nobel entre 1901 y 2023. John Bardeen es el ¨²nico galardonado que ha recibido el Premio Nobel de F¨ªsica dos veces, en 1956 y 1972. L¡¯Huillier, profesora de la Universidad de Lund (Suecia), es la quinta mujer que gana el Nobel de F¨ªsica desde 1901. Hubo dos premiadas en todo el siglo XX, una de ellas, Marie Curie, por partida doble (el de F¨ªsica en 1903 y el de Qu¨ªmica en 1911) y tres en lo que va de siglo XXI. El galard¨®n est¨¢ dotado con 11 millones de coronas suecas, unos 950.000 euros.