Enfoques Emergentes
1. Introducción a los enfoques emergentes en IA y desarrollo basado en modelos
"Explorando cómo las nuevas tendencias en IA y MDD están redefiniendo la tecnología y los negocios."
El objetivo de estos es explorar los enfoques emergentes en Inteligencia Artificial y Desarrollo Basado en Modelos.Profundizaremos en la importancia de integrar estos enfoques para enfrentar los retos del futuro. ademas de ofrecer una visión general para entender el contexto de los enfoques emergentes.
En un mundo donde la tecnología avanza a pasos agigantados, los enfoques emergentes en Inteligencia Artificial (IA) y el Desarrollo Basado en Modelos (MDD) están tomando un papel fundamental en la transformación de las industrias. Estos enfoques no solo están redefiniendo la manera en que diseñamos y desarrollamos sistemas, sino que también impulsan la innovación y la eficiencia en los procesos empresariales. En este blog, exploraremos cómo la integración de la IA y el MDD está cambiando el panorama actual y cuál es su impacto en la mejora de soluciones tecnológicas y negocios. por lo cual es muy importante explicar los siguiente puntos:
- IA: La Inteligencia Artificial se refiere a la simulación de procesos de inteligencia humana mediante algoritmos y sistemas computacionales. Esto incluye tareas como el aprendizaje automático, el razonamiento, la resolución de problemas y la toma de decisiones. En los últimos años, los avances en IA han permitido que las máquinas no solo realicen tareas complejas de manera más rápida y eficiente, sino que también aprendan de los datos para mejorar sus capacidades sin intervención humana directa.
- Desarrollo Basado en Modelos MDD es una metodología de desarrollo de software que se enfoca en usar modelos abstractos para representar los sistemas en lugar de centrarse en el código fuente directamente. MDD permite crear representaciones visuales, formales y simplificadas de los sistemas, lo que facilita la comprensión y el diseño de soluciones complejas. Los modelos pueden ser transformados automáticamente en código ejecutable, mejorando la eficiencia y la calidad del software.
Tanto la IA como el MDD son impulsores clave de la innovación tecnológica. La IA facilita la creación de sistemas que pueden aprender y adaptarse, lo que resulta fundamental para abordar desafíos dinámicos en diversos sectores. Por otro lado, el MDD optimiza el proceso de desarrollo al ofrecer un enfoque más abstracto y visual, permitiendo a los equipos centrarse en la solución de problemas críticos. Juntos, estos enfoques ofrecen un marco poderoso para construir tecnologías más avanzadas y sostenibles.
2. Principales enfoques emergentes en IA
Antes de empezar de comentar sobre los enfoques emergentes de la AI es bueno ver la perspectiva y el panorama actual de la AI.
Como bien sabemos la inteligencia artificial se ha convertido en un componente fundamental ya de algunas empresas ya que la AI no solo ha revolucionado la forma en que se diseñan y desarrollan varios proyectos, sino que también mejorara significativamente la experiencia de los trabajadores y la eficiencia de los procesos de desarrollo de un proyecto.
Un estudio de HubSpot revela que el 88% de las empresas español considera que juega un papel fundamental en sus labores diarias, por lo cual la AI potencia mayormente la calidad de vida de las personas y ayuda a optimizar los servicios de prácticamente de cualquier industria. Esto es increíble pero cierto.
Las tendencias emergentes son características que se considera parte clave de la inteligencia ya que estas muestran:
Aprendizaje Automático avanzado:
Esta es una característica que tiene si o si cualquier inteligencia artificial, ya que es un subcampo de la AI, y esto le permite a los sistemas aprender y mejorar su desempeño en una tarea especifica sin estar programados manualmente para hacerlo, esta tendencia se puede dividir en 3 partes esenciales como:
- Deep Learning: Utiliza redes neuronales artificiales multicapa que ayudan a analizar grandes volúmenes de datos y realizar tareas complejas, como reconocimiento de imágenes y voz.
- Aprendizaje por refuerzos: Estos le permite a la AI funcionar mediante prueba y error, recibiendo recompensas o penalizaciones en función de sus acciones, esto es útil para desarrollar sistemas y robots autónomos.
- Aprendizaje federado: Entrena modelos AI en dispositivos como teléfonos inteligentes, sensores sin necesidad de centralizar datos en un servidor. Mejora en gran escala la privacidad y seguridad de los datos.
AI explicable
Esta tendencia busca hacer que los sistemas de AI sean más transparentes y compresibles, permitiendo a los usuarios comprender cómo se toman las decisiones. Esto es crucial para generar confianza en la AI y garantizar que se utilice de manera ética y responsable.
Automatización inteligente
Esta tendencia combina la AI con la automatización de procesos robóticos RPA para realizar tareas complejas que requieren juicio y toma de decisiones que inclusive puede ayudar de manera efectiva a la AI explicable.
Procesamiento de lenguaje natural (PNL)
El PNL ayuda a los sistemas de AI comprendan y procesen el lenguaje humano, lo que permite la creación de chatbots, asistentes virtuales, y herramientas de traducción o análisis de sentimientos, lo cual se puede desglosar de 3 maneras:
- Modelos de lenguaje a gran escala: Como GPT-3 que son capaces de generar texto, traducir idiomas, escribir diferentes tipos de contenido creativo y responder preguntas de forma informativa.
- Análisis de sentimiento avanzado: Puede usar con IBM una posible identificación de emociones y opiniones de los textos con mayor precisión, ayudando a comprender al cliente y gestionar la reputación de la marca.
- Generación de lenguaje natural (NLG): Soluciones como OpenAI y Narrative Science, permiten que los sistemas de inteligencia artificial creen texto de alta calidad etc.
AI en la informática de punta
La computación perimetral le permite procesar datos y ejecutar aplicaciones de AI directamente en dispositivos cercanos a la fuente de datos, como algunos dispositivos, lo cual reduce la latencia y mejora la privacidad que funcionan en tiempo real.
Modelos Generativos:
IA Responsable y Ética:
La IA responsable es un enfoque para desarrollar y desplegar la inteligencia artificial desde un punto de vista tanto ético y jurídico. El objetivo es emplear la IA de forma segura, fiable y ética, el uso responsable de la IA debería aumentar la transparencia y contribuir a reducir problemas como el sesgo de la IA. La ética de la inteligencia artificial es un enorme desafío para la humanidad, ya que la innovación consciente y responsable no es un concepto fácil en sí mismo, pero es crucial comprender primero la cuestión de qué es la ética de la IA e integrarla en el núcleo del desarrollo y la aplicación de los sistemas de IA.
Como bien sabemos la AI puede tener bastantes desafíos éticos por lo cual pueden surgir como:
- La Explicabilidad: Esto se genera cuando el sistema de IA fallan, los equipos deben poder rastrear a través de una cadena compleja de sistemas algorítmicos y procesos de datos para averiguar por qué lo hacen.
- La Justicia: En los conjuntos de datos que involucran información personal, es extremadamente importante asegurarse de que no haya sesgos en términos de raza, género o etnia.
- Mal Uso: Los algoritmos de IA pueden utilizarse para fines distintos de aquellos que fueron creados.
AutoML y MLOps:
- Como primero podemos ver la identificación del problema.
- La limpieza y transformación de los datos (Mirar, analizar valores nulos, normalizamos variables, en general hacemos que la información sea útil y manejable).
- Ingeniería de características (Seleccionar las mejores variables o características del conjunto de datos).
- Selección del modelo (Elegir como se va entrenar o que tipo de red neuronal).
- Búsqueda de hiperparámetros (En si son las configuraciones que ajustamos antes de entrar al modelo).
- Evolución del modelo (Ya teniendo todo lo anterior, se el proporcionan nuevos datos para evaluar como de bien puede predecir o clasificar).
- Interpretación del modelo (Entender por qué el modelo toma ciertas decisiones, aquí nos interesa los números sean correctos pero también que el modelo ofrezca resultados que tengan sentido en el contexto del problema).
- Meta-Aprendizaje: Esta conocida como el Meta-Learning es una técnica que se basa en la experiencia previa de muchos problemas de Machine Learning para optimizar la selección de modelos y estrategias en nuevos conjuntos de datos.
- Búsqueda de Hiperparámetros eficiente: Utiliza técnicas avanzadas como la optimización beyasiana, que emplea modelos probabilísticos para decidir qué conjunto de hiperparámetros probar.
- Estrategias de ensembles automáticos: Estas estrategias se enfocan en las predicciones de varios modelos, ya sean del mismo tipo o de varios como los modelos de conjunto o ensembles: El Bagging(Modelo en distintas particiones de los datos), el Boosting (Se entrena en los errores de predicción del anterior), y el Stacking (Utilizar predicciones como entradas para un modelo final que las combina de manera optimizada).
- Búsqueda Evolutiva: Este es inspirado en los principios de la evolución natural. Este combina los resultados múltiples modelos, la búsqueda evolutiva se centra en optimizar las configuraciones de los modelos a lo largo de varias generaciones. Podemos ver que la búsqueda Evolutiva es ligada a: La generación inicial, selección de los mejores modelos, crucen y mutación, las generaciones sucesivas.
- La capacidad de replicación
- Integración e implementación continuas (CI/CD)
- Mayor colaboración y plazos más cortos
- Ahorro de costos
- Mayor control y cumplimiento
- Mantenimiento predictivo
- Detección de operaciones fraudulentas
- Procesamiento del lenguaje natural NLP
- Visión artificial
- detección de anomalías
- Salud
- Comercio minorista
IA en tiempo real y Aplicaciones emergentes:
3. Desarrollo Basado en Modelos (MDD) y su Rol en IA
El objetivo principal de MDD es explicar cómo este paradigma ayuda a diseñar y desplegar sistemas complejos, especialmente aquellos que involucran IA. Al centrarse en modelos abstractos, MDD permite a los desarrolladores reducir la complejidad inherente a la programación de sistemas inteligentes y otros sistemas complejos.
Como ya se abordo en la introduccion de los enfoques emergentas (punto 1)El Desarrollo Basado en Modelos MDD se basa en la creación de abstracciones o modelos, que sirven como representación de los sistemas que se están desarrollando. Estos modelos simplifican el proceso de desarrollo al permitir que los diseñadores y desarrolladores trabajen a un nivel más alto de abstracción. En lugar de escribir código manualmente, los desarrolladores pueden generar automáticamente el código a partir de los modelos, lo que reduce los errores y mejora la calidad del software.
Una de las herramientas más importantes en MDD son los Lenguajes de Modelado Específicos de Dominio (DSLs, por sus siglas en inglés) y el Lenguaje de Modelado Unificado (UML). Estas herramientas permiten a los desarrolladores crear modelos que representan sistemas complejos de manera más precisa y eficiente. Mientras que UML ofrece una notación estándar para modelar sistemas, los DSLs permiten una mayor personalización para adaptarse a dominios específicos, facilitando el trabajo en equipo y mejorando el flujo de trabajo.


MDD tiene aplicaciones muy efectivas en el desarrollo de sistemas de IA. Los casos de uso muestran cómo este enfoque agiliza el proceso de diseño y despliegue de IA, permitiendo a los desarrolladores construir sistemas más robustos y fiables. Un ejemplo común es el modelo de pipeline, que se puede representar eficientemente utilizando MDD. Este enfoque no solo reduce los tiempos de desarrollo, sino que también asegura una mayor precisión en la implementación de algoritmos complejos.
4. Metodologías y Herramientas para implementar IA y MDD
Metodologías de trabajo conjunto:
Enfoques que soportan la flexibilidad y la mejora continua en IA y MDD.
Inteligencia Artificial y los modelos aplicada a la Metodología Agile:
Poco a poco estamos experimentando una revolución con la integración de IA y la metodología Agile, ya que a medida que vamos avanzando en el tiempo se puede ver la tecnología y más la IA en su furor, tratando de entrar cada vez más en nuestras vidas cotidianas, en particular también quiere cambiar radicalmente la forma en que los equipos de desarrollo planifican, ejecutan y entregan proyectos.
En si la IA promete en conjunto con agile tener un dúo dinámico:
- La automatización de Tareas Repetitivas
- Mejora la planificación y estimación.
- Análisis de dependencias y conflictos
- Mejora continua y retroalimentación en tiempo real.
- Creatividad e innovación
- Decisiones basadas en datos.
- personalización y satisfacción del cliente
- Gestión de riesgos.
- La generación de código automático.
- Las pruebas automatizadas.
- Estimaciones de tiempo y el esfuerzo.
- Identificación de dependencias y conflictos
- Análisis de patrones y tendencias.
- etc.
- La Automatización.
- La colaboración.
- El monitoreo.
- El control de versiones.
- Escalabilidad.
Herramientas para MDD:
Las herramientas para el Modelo Dirigido por Modelos, son software y frameworks diseñados para facilitar el desarrollo de sistemas mediante el uso de modelos. Estas herramientas permiten a los desarrolladores crear, analizar, transformar modelos en diferentes etapas del ciclo de vida del software.
- Enterprise Architect: Esta es una plataforma de modelado, diseño y administración, colaborativa, basada en UML 2.5 y estándares relacionados ágil, intuitiva y extensible con poderosas características para dominios específicos totalmente integradas, a una fracción del costo de muchos competidores. Una solución para toda la empresa que permite visualizar, analizar, modelar y probar y mantener un amplio rango de sistemas de software, procesos y arquitecturas.
- MATLAB Simulink: Este es un formato que corre automáticamente en una cierta simulación, trazando las salidas de las variables seleccionadas, el archivo de Simulink generado también se puede abrir directamente en Simulink, lo que permite modificar y ajustar la configuración de la simulación y la funcionalidad de salida. Tiene un enfoque de diagrama de bloques donde el flujo de señal es unidireccional, lo que el Enterprise Architect soporta es la exportación de modelos simulados.
- Eclipse Modeling Framework: Es un framework de modelado y facilidad de generación de código para construir herramientas y otras aplicaciones basadas en un modelo de datos estructurado como las anteriores. Este maneja un marco de modelado y una instalación de generación de código para la construcción herramientas y otras aplicaciones basadas en un modelo de datos.
Herramientas para IA:
Plataformas Principales:
- TensorFlow: Esta es conformada por una biblioteca de código abierto desarrollada por Google, ideal para construir y entrenar modelos de aprendizaje profundo, la cual hace super útil y más en un ambiente de IA.
- PyTorch: Desarrollada por Facebook, es conocida por su eficiencia, flexibilidad, facilidad de uso, especialmente en investigaciones.
- AutoML: Es una herramienta como Google Cloud AutoML que nos permite a los usuarios sin experiencia en IA entrenar modelos personalizados, es una plataforma fácil de usar para un usuario final completamente interesado mucho más en utilizarla sino en crearla.
Flujo de trabajo integrado MDD y IA:
Flujo de trabajo integrado:
- Definición del problema: Identificar el problema que se quiere resolver con IA.
- Recolección de Datos: recopilar y preparar los datos necesarios.
- Selección de herramientas: Elegir la plataforma adecuada (TensorFlow, PyTorch, AutoML).
- Entrenamiento del modelo: Utilizar la plataforma seleccionada para entrenar el modelo.
- Evolución y Optimización: Evaluar el rendimiento del modelo y realizar ajustes necesarios.
- Despliegue: Implementar el modelo en una aplicación real.
5. Casos de Estudio y Ejemplos de Proyectos
El principal objetivo de este blog es proporcionar una visión práctica de la implementación exitosa de IA y MDD. A través de ejemplos reales, estudios de impacto y simulaciones, se presentarán ideas claras sobre cómo estas metodologías pueden transformar proyectos y acelerar el desarrollo.
Ejemplos reales de empresas
Estudio de impacto
Simulación de un proyecto del equipo
Esta simulación ofrece una visión clara del potencial de estas tecnologías cuando se aplican de manera conjunta.
6. Desafíos y Consideraciones Prácticas
Retos técnicos en IA:
Podemos tener en los retos técnicos como, el entrenamiento de modelos, ya que la IA puede ser complejo debido a la necesidad de grandes cantidades de datos de alta calidad y la selección de algoritmos adecuados. A menudo, los retos técnicos puedan resolverse aumentado los conjuntos de datos de entrenamiento o añadiendo recursos externos en la nube para obtener más potencia informática.
Los problemas como el sobreajuste y la inadaptación son comunes en los modelos que se quiere crear y sacar tanto a pruebas como al mercado de la industria. También la limitación de datos son bastante una necesidad tanto de calidad y cantidad de datos disponibles son cruciales, ya que los datos desequilibrados o de mala calidad pueden sesgar los resultados del modelo que se planteó desde un principio. Ahora algo super importante es el hardware, donde se puede afectar gravemente y puede que el entrenamiento de modelos de IA requiere una gran capacidad de procesamiento, lo que puede ser costoso y limitar la escalabilidad. puede que también se vea comprometido la gestión de proyectos de IA, donde las fallas de comunicación pueden ser cruciales, y puedan afectar en su totalidad la comunicación del proyecto, así como la gestión, también las expectativas desalineadas, como la cultura ha creado grandes expectativas sobre la IA, que para que esas expectativas se hagan realidad, es necesario que los líderes de equipo comuniquen con eficacia finalidad, los objetivos y las capacidades del proyecto de IA.
Limitaciones del MDD:
Las limitaciones del MDD, podemos ver la resistencia al cambio en metodologías tradicionales, ya que la adopción de nuevas metodologías como el MDD, donde se puede enfrentar resistencia debido a la preferencia por métodos tradicionales y la falta de familiaridad con nuevas herramientas la cual la hace una gran limitación. También los costos de las herramientas, las cuales son necesarias para implementar MDD pueden ser costosas, lo que representa una barrera para su adopción. También la curva de aprendizaje requiere capacitación y tiempo para que lo equipos se familiaricen con las nuevas herramientas y metodologías
Consideraciones éticas y de privacidad:
Podemos ver las consideraciones en las políticas y marcos que es esenciales para establecer políticas claras y marcos éticos para el uso de IA y MDD, esto incluye la transparencia en la recopilación y uso de datos, así como la mitigación de sesgos algorítmicos. También la privacidad de los datos es super importante y es crucial en el ámbito industrial ya que las empresas deben implementar medidas para garantizar que los datos personales se manejen de manera responsable y segura. Implementar la transparencia y la explicabilidad puede resultar un desafío debido a la complejidad y opacidad de los sistemas de IA, donde la naturaleza de "caja negra" de los sistemas de IA dificulta que los usuarios comprendan por qué el sistema tomó una decisión particular e identifiquen posibles sesgos o errores.
Medidas de Mitigación:
Podemos adaptar el modelo a requisitos específicos, y adaptar el modelo a los requisitos específicos del proyecto puede ayudar a superar los problemas de implementación. Además de la escalabilidad de la IA, también se pueden utilizar soluciones en la nube y la optimización de los recursos de hardware puede mejorar la escalabilidad de los modelos de IA.
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