¡Eureka!: La creatividad desde el Homo sapiens a la inteligencia artificial

¡Eureka!

La creatividad desde el Homo sapiens a la inteligencia artificial

Jorge Eduardo Núñez Mc Leod y Selva Soledad Rivera

Con ilustraciones de Gonzalo Domínguez Gómez

Este libro se propone desentrañar cómo ha hecho la humanidad para crear objetos nuevos a partir de ciertos elementos y contextos. Es decir, trata sobre esa característica tan valorada hoy en día: la creatividad. Jorge E. Núñez Mc Leod y Selva S. Rivera recorren los caminos de la curiosidad humana y sus vaivenes.

Con más de 25 años de trabajo en el campo de la Inteligencia Artificial, en busca de desarrollar un modelo de creatividad, reescriben a la luz de sus desarrollos los procesos mentales individuales y los procesos sociales que permitieron –y permiten– los avances tecnológicos desde el pan en la prehistoria hasta llegar a la actualidad.

La obra también discute la posibilidad de cómo plantear una educación para enseñar a ser creativos y cómo impactaría esto en los planes de estudio. Finalmente, propone una Inteligencia Artificial creativa que emula la creatividad humana, mostrando su actual desarrollo y mirando el impacto en nuestro futuro.

¡Eureka! La creatividad desde el Homo sapiens a la inteligencia artificial

Jorge Eduardo Núñez Mc Leod y Selva Soledad Rivera

Ilustraciones de tapa e interiores: Gonzalo Domínguez Gómez

COLECCIÓN IDA Y VUELTA | EDIUNC

Editorial de la Universidad Nacional de Cuyo

Primera edición: impresa, Mendoza 2022

Segunda edición: digital, Mendoza 2023

ISBN 978-950-39-0419-0

La EDIUNC no necesariamente acuerda ni se responsabiliza por el contenido o por las opiniones, interpretaciones o comentarios expresados sobre hechos, personas o instituciones en esta obra, los cuales corresponden exclusivamente al autor.

Dirección: Javier Piccolo

Corrección: Javier Piccolo y Constanza Bonet

Diseño y digitalización: María Teresa Bruno

Tipografía original: Alegreya Sans, de Juan Pablo del Peral

Queda hecho el depósito que marca la ley 11723

© Ediunc, 2023

[email protected]

v. 1.0

Contenido

Prólogo

El origen para Jorge

El origen para Selva

Encontrando el camino de la creatividad

El reto final

1. ¿Qué es la creatividad?

La creatividad al rescate

Breves reflexiones sobre la historia de la palabra creatividad

¿La creatividad es siempre un éxito?

La creatividad accidental

Las teorías de la creatividad

2. La creación de la rueda

El origen de nuestra historia

El surgimiento del sedentarismo y de la agricultura

Las redes sociales en la prehistoria

El desarrollo de la alfarería y la creación de la rueda

3. La creación del bolígrafo

5.238 años después

4. La influencia del contexto en la creatividad

Contextos creativos

El pan sin levadura o pan plano

La rueda

La teoría de la evolución de las especies

La producción de aluminio por electrólisis

El motor de reacción

Las condiciones de Karush-Kuhn-Tucker

Creaciones y descubrimientos múltiples

La creatividad como motor del desarrollo de las naciones

5. Entender la creatividad

Cómo hace el cerebro para almacenar información

La neuroplasticidad

Las hipótesis para un modelo de creatividad

La creatividad

6. La influencia del lenguaje en la creatividad

La representación del mundo

El lenguaje como acuerdo cultural

La Hipótesis de Sapir-Whorf

El lenguaje como un facilitador de la creatividad

7. Un modelo de creatividad

Ser creativo con objetos reales

Un modelo para definir un objeto

Los caminos de la creación

Orden de complejidad de la creatividad

La creación de la rueda de alfarero primitiva

La creación de la rueda

La creación del bolígrafo

Reflexiones sobre el modelo de creatividad

8. La creatividad, la educación y el contexto

¿Se puede enseñar a ser creativo?

La creatividad como un objetivo

La educación universitaria en ingeniería

El contexto

La enseñanza de las ciencias básicas en las carreras de ingeniería

El cambio de paradigma de la carrera de ingeniería

9. La creatividad y la inteligencia artificial

¿Qué es una inteligencia artificial?

¿Una inteligencia artificial puede ser creativa?

Una inteligencia artificial creativa

Rompiendo los límites de la creatividad

Dos profesiones para los próximos  años

El futuro de Siacre

Reflexiones finales

Desde los albores de la creatividad a la actualidad

La educación y la creatividad

La creatividad y nuestro futuro

Cronología de las creaciones

Una línea de tiempo muy lógica

Bibliografía

Bibliografía sugerida

Sobre los autores

Para Noelia

Prólogo

Jorge y Selva

El origen para Jorge

Mi padre siempre fue una persona curiosa, creativa y entusiasta de las nuevas tecnologías, creía en los avances y en cómo ellos debían beneficiar la vida cotidiana de las personas. En casa siempre había información actualizada y las últimas publicaciones de tecnología disponibles, ya fueran libros o fascículos. En aquella época no existía internet y el acceso a la información estaba restringido a las publicaciones y documentales que aparecieran en alguno de los dos canales de televisión disponibles en Mendoza. Por ello, no resultó extraño que cuando apareció la primera calculadora programable en lenguaje Basic, mi padre nos la regalara a mi hermano y a mí a principios de los 80.

La revolución en casa no se hizo esperar, saltamos con mi hermano ávidos de poder ingresar en un universo que estaba despegando alrededor del mundo. Recuerdo que en aquel entonces lo que me fascinaba era escuchar hablar de programas de computadora que resolvían problemas a las personas y los denominaban «sistemas expertos». Qué maravilla, pensaba. Una computadora que resuelve mis problemas. Una semana tardé en programar mi primer sistema experto, algo reconocidamente básico y rudimentario, pero cumplía con una importante función: hacerme ver qué era un sistema experto. Y allí fue grande mi desilusión, porque entendí que el sistema experto no sabía más que yo, solo sabía aquello que yo le había enseñado. Podía razonar a través de silogismos y encontrar respuestas dentro de un marco de conocimiento previamente armado. Pero no podía hacer nada con respecto a temas que no conocía, salvo informar que no lo conocía para tomar decisiones.

Entendí luego, que entonces no quería un sistema experto, que reflejara solamente el conocimiento de quién lo programara o entrenara, sino que quería una inteligencia artificial que tuviera la capacidad de ver o encontrar aquello que yo no veía o no podía encontrar. En otras palabras, quería que fuera una inteligencia creativa.

En aquella época y con mis rudimentarios conocimientos la respuesta se encontraba solo en la ciencia ficción. Como en 2001 Odisea en el Espacio (Kubrick, 1968), con la inteligencia artificial de la nave que demostraba rasgos humanos, o los robots de La Guerra de las Galaxias (Lucas, 1977) con claros comportamientos humanos. Durante mi estancia en la Universidad Nacional de Cuyo, como estudiante de Ingeniería Industrial, encontré en la biblioteca un libro que me marcaría definitivamente, La sociedad de la mente (Minsky, 1986). Todo aquello fue el caldo de cultivo de un interés.

El origen para Selva

En mi casa, mi padre fue una persona intensamente inquieta e inteligente. Valoraba el conocimiento y entendía que era necesario para realizarse en la vida. Era un ávido lector que nutría la casa de libros y los devoraba noche a noche. Entendía que el conocimiento en un libro era importante para poder acceder a él; pero más importante era trasladarlo a uno mismo y con ese conocimiento desarrollarse a uno y a su entorno social.

Con ese perfil de lector apasionado, entendió a mediados de los 80 que el futuro requería una nueva herramienta para manejar el conocimiento y si bien no era para él, en cuanto pudo me regaló una computadora. Él sabía que el futuro pasaría por lo que se pudiera realizar con ese aparato y creía que yo podría aprovechar esa oportunidad en cuanto la tuviera.

Era mágico en aquella época escuchar cómo la información se almacenaba en una cinta. La información transformada en sonido. Un sonido que uno aprendía a reconocer y saber cuándo comenzaba el encabezado, cuándo eran datos y cuándo era el programa lo que se almacenaba o leía. Adicionalmente estaban los problemas técnicos, los ruidos adicionales que corrompían la transmisión. Recuerdo con gusto como compré un kit en una casa de electrónica y armé un filtro especial para mejorar la transferencia de la información eliminando los ruidos.

Fue claro que los robots de La guerra de las galaxias (Lucas 1977) o la serie Fuga en el Siglo XXIII (Anderson, 1976) fueron una clara influencia en mi futura relación con la tecnología.

Mi paso por la Universidad Tecnológica Nacional, como estudiante de Ingeniería en Electrónica, me motivó para acercarme a tratar de entender cómo poder crear esos robots y, sobre todo, construir esas inteligencias. Así fue como en cuanto estuvieron disponibles un curso de robótica y otro de reconocimiento de patrones, se terminó de definir mi perfil en esta área.

Encontrando el camino de la creatividad

A finales de la década de los 80 nos conocimos. La empatía natural entre nosotros nos llevó rápidamente a trabajar juntos.

En 1994 publicamos en conjunto nuestro primer trabajo en un tema de inteligencia artificial, en el que utilizamos la idea de un algoritmo genético al que –debido al problema que habíamos encarado– le debimos quitar, curiosamente, su creatividad (Núñez Mc Leod y Rivera , 1994). Un par de años más tarde, este trabajo permitió implementar un algoritmo para poder diagnosticar cáncer de mama a través de mamografías. Para ello, la inteligencia artificial debía distinguir en las imágenes los objetivos a estudiar y luego decidir si eran tumores benignos o malignos. El programa solo funcionaba adecuadamente si carecía de creatividad. Entendiendo en ese momento a la creatividad como la capacidad del algoritmo de proponer estructuras diferentes a las propuestas como modelos (i.e. al conjunto típico de tumores que se investigaban).

A partir del año 2000 trabajamos en conjunto con otros investigadores durante un conjunto de años en el desarrollo de algoritmos inteligentes para el trazado de ductos en geografías extensas. En particular, los trabajos comenzaron con una propuesta a una empresa del área de la energía para realizar –con un algoritmo genético modificado– el trazado de un gasoducto (dar las coordenadas sobre el terreno por donde debía pasar la cañería llevando el gas) en el noroeste de la Argentina. Este es un problema complejo porque hay que tener en cuenta que un gasoducto debe evitar centros poblados, evitar reservas naturales, zonas de derrumbes, preferir el paso de rutas secundarios y no principales, estar cerca de rutas existentes para facilitar el transporte del equipamiento, los materiales y el personal, los radios de giro que se puede imprimir al recorrido y un largo número de etcéteras.

Si se hubiese utilizado un algoritmo genético tradicional, este hubiera creado innumerables trazados discontinuos, por el método que utilizan estas metaheurísticas para proponer nuevas soluciones, por lo que trabajamos sobre cómo darle la inteligencia necesaria para siempre crear trazados viables. Al verlo en retrospectiva, nos damos cuenta que finalmente queríamos que fuese, para el contexto del problema, creativo; pero con una visión práctica de la propuesta generada. Es decir, le estábamos pidiendo al algoritmo que tuviera en cuenta que su propuesta debía ser posible de construir en la realidad. Y ese era un gran salto para un algoritmo que debía crear nuevas alternativas.

Con los años trabajamos en alternativas y refinamientos. Pero lo importante fue haber desarrollado un algoritmo que creaba trazados que tenían la característica de ser posibles de materializar en el mundo real.

Selva trabajó en su tesis de doctorado en el desarrollo de tomas de decisión con información incierta. Para ello, trabajó con lo que se denomina lógica difusa, en donde se intenta que un sistema experto tome decisiones teniendo presente que la información que maneja no es del todo confiable.

Un tiempo más tarde, Jorge propuso una tesis de doctorado en la cual un algoritmo manipulaba la ingeniería de una instalación y –teniendo en cuenta la normativa legal argentina de manejo del riesgo– se encargaba de crear un diseño optimizado para cumplir con aquella. La idea era que si se conocía cuál era la ingeniería conceptual de la instalación, el algoritmo podría crear una planta con los componentes adecuados, las redundancias adecuadas, elegir las diferentes calidades de componentes, determinar la calificación del personal para cada tarea y el nivel de supervisión, y el del desarrollo de los procedimientos de mantenimiento de la instalación para obtener el diseño óptimo.

Luego de trabajar dos décadas en el desarrollo de algoritmos inteligentes enfrentamos lo que consideramos el reto final.

El reto final

Era claro para nosotros que podíamos desarrollar algoritmos que requiriesen capacidad creativa para proponer nuevas soluciones dentro de su contexto matemático e incluso saliendo de las matemáticas al mundo real. Y la pregunta que nos surgió fue: ¿qué separaba esa creatividad de la creatividad de un ser humano? ¿Un algoritmo puede ser creativo como un ser humano? ¿Estos algoritmos eran creativos como un