¿Qué es el aprendizaje automático en educación?

¿Imaginaste que tus estudiantes aprendieran automáticamente todo lo que les enseñas?  Sería genial, pero por ahora… ¡el aprendizaje automático solo está reservado a las máquinas! Esta tecnología va de la mano con la inteligencia artificial. De hecho, los productos basados en ambas forman parte de nuestra vida cotidiana. Una de las lecciones que nos dejó la pandemia de COVID-19 es que su implementación en la educación es solamente cuestión de tiempo. ¡Que no te tome desprevenida!

¿Qué es el aprendizaje automático?

Para comenzar, analicemos qué es el aprendizaje automático, una tecnología que va de la mano con la inteligencia artificial. En el vocabulario tecnológico que hemos aprendido a manejar se destacan algunas palabras, como inteligencia artificial, big data y aprendizaje automático. Estas dos últimas designan acontecimientos importantes en el mundo de la inteligencia artificial. Big Data es un salto tecnológico que se resume en «las 3 V: volumen, velocidad, variedad». Se refiere a la capacidad de las máquinas para almacenar y procesar una cantidad impresionante de datos a una velocidad nunca vista.

La inteligencia artificial se basa en el modelado predictivo. Los modelos matemáticos predictivos se utilizan desde hace décadas. Por ejemplo, bancos y aseguradoras los aplican para determinar las probabilidades de endeudamiento u otras variables de sus clientes. Sin embargo, siempre tuvieron un problema: se basaban en datos del pasado. ¿Acaso el modelo podría realizar mejores predicciones si se automatizara el recálculo constantemente con base en nuevos datos?

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La respuesta es sí, y se llama aprendizaje automático. En forma general, permite que un modelo recalcule automáticamente sus parámetros adaptándose a un mundo cambiante. Es decir, que el modelo «aprende» de los cambios. ¿Tu plataforma de streaming ya te sugirió una película o música que podría gustarte? Simple: lo hizo con base en el aprendizaje automático, a partir de tus propias búsquedas y selecciones.            

¿Cómo se beneficia la educación con el aprendizaje automático?

De manera general, podemos decir que el aprendizaje automático supone una verdadera revolución. De hecho, ha contribuido a la generalización de la inteligencia artificial y su penetración en la vida diaria. 

Si hablamos de educación, ML (por su nombre en inglés, machine learning) es una de las aplicaciones más importantes de la Inteligencia Artificial en este ámbito.  En realidad, la mayoría de las plataformas educativas modernas implementan soluciones de aprendizaje automático para mejorar la experiencia de los usuarios. También, agilizar procesos administrativos, seguimiento de asistencia y envío automático de tareas a los dispositivos de los estudiantes. 

Más allá de estas tareas rutinarias, las plataformas que integran inteligencia artificial y aprendizaje automático podrían: 

• Mejorar la participación y retención de los estudiantes. El proceso de enseñanza aprendizaje se adapta a las necesidades de los estudiantes, con contenidos personalizados, chatbots y gamificación.
• Calificar de manera más rápida y precisa. Los docentes pueden automatizar la puntuación de los exámenes y, mediante algoritmos, evaluar el estilo, la fluidez del lenguaje y la profundidad narrativa. Además, detectar plagio.  Por ejemplo, la Universidad de Michigan creó una herramienta llamada M-Write que identifica palabras y temas específicos. Así, los profesores pueden evaluar la comprensión del material didáctico y ayudar a los estudiantes en función de los resultados.
• Predecir problemas de aprendizaje y abandono escolar. Los sistemas de análisis predictivo y aprendizaje automático pueden predecir la deserción escolar con gran precisión. ¡Hasta ahora, los docentes se basaban únicamente en su instinto para determinar qué alumnos tenían más riesgo de desertar! Por otra parte, mediante el análisis de datos de diversas fuentes, el modelo también puede predecir problemas de aprendizaje y conducta.

Algunas aplicaciones de aprendizaje automático para el aula

El objetivo de estas aplicaciones y herramientas es que los estudiantes comprendan el concepto de aprendizaje automático. Además, que puedan realizar pequeños proyectos prácticos. Recordemos que, básicamente, se trata de entrenar un modelo para que pueda realizar una tarea. Por ejemplo, reconocer texto, imágenes, audio o movimientos. 

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Desde este punto de vista, hay tres tipos principales de aprendizaje automático: 

• Supervisado. El modelo se entrena en un conjunto de datos etiquetados, para realizar predicciones sobre datos nuevos. Permite segmentar elementos con base en etiquetas preestablecidas. 
• No supervisado. El modelo debe encontrar patrones y relaciones entre los datos.  Aplica en detección de plagio, sistema de recomendación y errores dentro de un conjunto de datos.
• Por refuerzo. El entrenamiento se realiza con base en prueba y error. El modelo puede tomar decisiones en función de la retroalimentación que recibe del entorno. Se utiliza para videojuegos, robótica y extracción de texto. 

Machine Learning for Kids

Esta herramienta permite que los estudiantes le enseñen a la computadora a jugar un juego. Es muy interesante y realmente útil para comprender el concepto. Utiliza el modelo de aprendizaje automático supervisado. 

• Para comenzar, se selecciona un tema y se agregan ejemplos de los que se desea que la computadora reconozca o identifique automáticamente. Por ejemplo, texto, imágenes o números. 
• A continuación, se entrena a la computadora para que pueda reconocerlos automáticamente.
• Por último, utilizando Scratch se diseña un juego en el que la computadora tenga que utilizar la habilidad de reconocer los elementos. 

Para utilizar la plataforma es necesario registrarse, aunque se puede realizar una prueba sin estar registrado. 

Teachable Machine

Es una herramienta gratuita y de software libre creado por Google. Puede ser utilizada por cualquier persona sin conocimientos previos de programación.  El supuesto es el mismo que en el caso anterior: aprendizaje automático supervisado. Esta herramienta prepara la computadora para que reconozca las propias imágenes, sonidos y posturas. 

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• Para comenzar, se deben recopilar y agrupar las muestras o ejemplos que se desea que aprenda la computadora.  Se pueden utilizar archivos o capturar ejemplos en directo. 
• Se prueba el modelo para ver si puede clasificar correctamente nuevas muestras. 
• Exportar el modelo para usarlo en distintos proyectos, como sitios o aplicaciones, o descargarlo y alojarlo en la nube. 

Aprendizaje automático con Learning ML

Esta plataforma cuenta con varios niveles, como básico para construir modelos de inteligencia artificial capaces de reconocer texto e imágenes, y uno más avanzado para añadir nuevos elementos.  El nivel básico puede utilizarse en los últimos años del ciclo primario. 

• Reconocimiento de texto. El proyecto comienza con el entrenamiento, agregando ejemplos y clases de texto. Luego la computadora aprende a reconocerlos. Por último se introducen nuevos términos para ver si los clasifica correctamente. 
• Reconocimiento de imágenes. Se sigue el mismo procedimiento, pero agregando distintas clases de imágenes. 

Productos de Google

Los modelos de Google para aprendizaje automático se conocen como 1.5 de Gemini. Estos no son gratuitos. Algunas soluciones son: 

• Resumen de documentos grandes con IA generativa.
• Procesamiento de imágenes.
• Creación de apps de preguntas y respuestas.

Sin embargo, hay otras herramientas gratuitas: 

• Quick Draw. Es una herramienta ya entrenada para detectar qué representa un dibujo. Actualmente, reconoce cerca de 100 conceptos. Cuantos más usuarios tenga, mejor será la predicción. 
• Auto Draw. Es otra herramienta derivada de la anterior. Permite combinar dibujos generados automáticamente con creaciones personales para trabajar más rápido. 
• Book Creator. Permite crear un libro combinando distintos modos de creación en el mismo archivo, como audio, video, imágenes o textos, incluidos los creados con las herramientas ya mencionadas. 

Hasta acá llegamos con la información sobre «¿Qué es el aprendizaje automático en educación?» Esperamos que te haya sido útil. Recordá que en Recursostics vas a encontrar recursos y herramientas para tus clases de informática. No dudes en contactarnos por cualquier duda o sugerencias. Síguenos también en redes sociales para estar al día con nuestras noticias.

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