Читать книгу Inteligencia artificial - Ignasi Belda - Страница 5

Aunque parezca inverosímil, las raíces de la inteligencia artificial y, por ende, de las ciencias de la computación, son tan profundas que se remontan a la antigua Grecia. Cerca del año 300 a.C., el sabio Aristóteles (384 a.C-322 a.C.), prolífico autor de unos doscientos tratados sobre temas de lo más diverso —desde la lógica a la filosofía, pasando por la política, la biología, las matemáticas o la astronomía—, fundamentó un sistema lógico denominado silogismo, que se considera el germen de la lógica moderna. La lógica es el concepto fundamental mediante el cual se sustenta la inteligencia artificial; de ahí la importancia de este primitivo precedente: un sistema inteligente destinado a desarrollar razonamientos que, lejos de seguir procesos o reglas aleatorias, utiliza algún tipo de lógica para ir deduciendo o infiriendo conclusiones.

En concreto, el silogismo es una forma de razonamiento deductivo constituido por dos proposiciones que actúan como premisas y por una tercera, la conclusión, que es una inferencia deductiva de las dos primeras. Este sistema es un método lógico que relaciona de forma ordenada dos términos diferentes, un sujeto y un predicado, que tienen en común un término medio. Las conclusiones se obtienen mediante unas reglas denominadas «juicios». El sujeto es la «premisa menor», y el predicado, la «premisa mayor». Por tanto, el juicio permite conjugar una combinación de ambas para determinar una conclusión. De esta forma, la lógica silogística ofrece leyes, concretamente diecinueve, que permiten garantizar la veracidad de las conclusiones.

Algunas de ellas pueden recordarse mediante unas sencillas reglas mnemotécnicas ideadas ya en época moderna: Bárbara (tres «a»), Celarent (una «e», una «a» y otra «e»), Darii (una «a» y dos «íes») o Ferio (una «e», una «i» y una «o»). Las palabras indican a través de sus vocales las cláusulas que engloba: una «a» si el predicado es universal afirmativo, una «e» si es universal negativo, una «i» si es particular afirmativo y una «o» si es particular negativo. Pongamos como ejemplo un silogismo del tipo Celarent:

Predicado: No todos los niños son traviesos.

Sujeto: Todos los estudiantes de esta escuela son niños.

Conclusión: No todos los estudiantes de esta escuela son traviesos.

El Celarent está compuesto de una cláusula universal negativa —no todos los niños son traviesos—, otra universal afirmativa —todos los estudiantes de esta escuela son niños— y una conclusión que es universal negativa —no todos los estudiantes de esta escuela son traviesos.

TRAS ARISTÓTELES, CTESIBIO DE ALEJANDRÍA

Avanzando en la línea del tiempo, el siguiente pensador que no podemos olvidar en la prehistoria de la inteligencia artificial es Ctesibio de Alejandría (285 a.C.-222 a.C.), un gran científico e ingeniero griego de la Antigüedad del que, desgraciadamente, no se ha conservado ninguno de sus tratados, aunque por suerte, Ateneo de Náucratis, gramático griego de principios del siglo III a.C., compiló íntegramente sus trabajos. A Ctesibio se le atribuye el gran mérito de ser el precursor de la neumática, ya que fue el primero en tratar y estudiar la ciencia de la compresión de gases, su elasticidad y sus implicaciones en el desarrollo de bombas (para bombear líquidos) y cañones. Pero, además, fue un gran experto en hidráulica: desarrolló diferentes bombas hidráulicas de gran potencia, el órgano acuático e, incluso, el sifón. Sin embargo, para el tema que nos ocupa, lo más destacable de este sabio es que, cerca de 250 a.C., construyó la primera máquina autocontrolada, concretamente un regulador del flujo del agua que actuaba siguiendo un método programado. Podríamos decir que esta máquina es el primer algoritmo de la historia de la humanidad, pues por vez primera el hombre había logrado construir un artefacto que se comportaba siguiendo unas instrucciones introducidas de antemano en el sistema.

Se trata de la clepsidra o reloj de agua, un mecanismo que, mediante la regulación de un flujo de agua, permite medir el tiempo transcurrido. Parece que la clepsidra desarrollada por Ctesibio tenía mayor precisión que cualquiera de los relojes anteriores y posteriores, y que no fue superada hasta que en el siglo XVII el astrónomo y físico holandés Christiaan Huygens (1629-1695) inventó el péndulo. Por tanto, podemos afirmar que Aristóteles y él fueron los dos precursores de las ciencias de la computación. Mientras que el primero inventó la lógica primitiva, al otro se le atribuye la algorítmica.

Clepsidra desarrollada por Ctesibio según el arquitecto Claude Perrault. También llamado reloj de agua, este mecanismo mide el paso del tiempo en función de lo que tarda el agua en pasar de un recipiente a otro.

AVANCES MEDIEVALES EN PRO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Ciertamente la Edad Media fue una época oscura en términos de producción científica, pero existen algunos pocos destellos que, de forma inequívoca, contribuyeron al desarrollo de la inteligencia artificial tal y como la conocemos hoy en día.

Nacen las bases de datos: Isidoro de Sevilla

El primero de ellos vino de la mano del eclesiástico erudito Isidoro de Sevilla (556-636), el primero de los grandes compiladores medievales, canonizado en 1598 (véase la imagen de la pág. 21). Fue él quien, sin saberlo, estableció los principios modernos de las actuales bases de datos mientras acometía esas compilaciones. Precisamente por esos inventarios de conocimiento, en 2003 el santo fue propuesto como el patrón de internet. De hecho, en algunos lugares se celebra el 4 de abril el Día de Internet en memoria de la fecha de su defunción. Porque en realidad ¿qué es una base de datos sino un sistema de conocimiento que aglutina de forma ordenada y coherente los hechos conocidos sobre un determinado entorno? Un ejemplo podría ser la creación de la base de datos de las películas que contiene nuestra colección particular. Los campos que puede tener dicha base de datos podrían ser: Título, Director, Actor Principal, Nacionalidad, Duración, Año de Producción. A partir de aquí, la base de datos es una tabla con una columna para cada campo y tantas filas como películas tengamos almacenadas.

Obviamente, mucho ha llovido desde que san Isidoro planteó estas compilaciones, sembrando la génesis de esas bases de datos arcaicas que, con el tiempo, se fueron organizando alrededor de estructuras más complejas. Primero fueron las bases de datos jerárquicas, más tarde las relacionales y, en la actualidad, los sistemas de gestión de bases de datos NoSQL, útiles cuando se trabaja en entornos de datos masivos o big data. Los sistemas de conocimiento que ayudan a estructurar las bases de datos son imprescindibles para que un algoritmo inteligente pueda aprender, razonar y, en definitiva, tomar decisiones en entornos complejos.

El nacimiento del algoritmo

Tras este santo, hoy patrón de las redes de comunicación del siglo XIX, la siguiente aportación relevante en la prehistoria de la inteligencia artificial y, por extensión, de las ciencias de la computación, fue Al-Juarismi (ca. 780-850). A este matemático y pensador persa medieval se le atribuye la invención del algoritmo, que no es más que una sucesión de instrucciones concretas, no ambiguas, ordenadas y finitas, que se ejecutan ante una entrada dada para generar una salida concreta. Pondremos un ejemplo que es habitual al iniciar el primer día de clase de los estudios universitarios de ciencias de la computación: pedirles a los alumnos que desarrollen el algoritmo del huevo frito. Hagámoslo nosotros:

1. Abrir la nevera.

2. Seleccionar un huevo.

3. Encender la cocina.

4. Colocar una sartén sobre el fuego.

5. Verter aceite dentro de la sartén.

6. Esperar a que el aceite esté a la temperatura adecuada.

7. Echar el contenido del huevo sobre el aceite.

8. Esparcir sal sobre el huevo.

9. Esperar a que el huevo esté cocinado.

10. Apagar el fuego.

11. Disponer el contenido de la sartén sobre un plato.

Aunque quizá no lo parezca, escribir un algoritmo sobre un tema tan trivial como freír un huevo no es nada obvio para un principiante. De hecho, el error más habitual que comete un programador novel cuando se le pide escribir este algoritmo es el de realizar tareas mientras el aceite se calienta —por ejemplo, ir a buscar el huevo a la nevera—, algo imposible en la programación imperativa y secuencial con la que los computadores trabajan.

Sin embargo, no hay que desanimarse. Iniciarse en el «arte» de la programación de computadores no es misión imposible. Después de un poco de práctica, cualquiera puede desarrollar correctamente algoritmos de casi cualquier cosa, por ejemplo, sobre cómo ordenar una serie de números aleatorios, de menor a mayor, como en el siguiente ejemplo:

3, 7, 34, 1, 3, 98, 5 → algoritmo de ordenación → 1, 3, 3, 5, 7, 34, 98.

Al-Juarismi se interesó también por la astronomía y la geografía, pero sobre todo por el álgebra; de hecho, se le considera el padre de esta rama de las matemáticas. Su obra principal es Hisa¯b al-yˆabr wa’l muqa¯bala, traducida al español como Compendio de cálculo por compleción y comparación, escrita entre 813 y 833 d.C. Fue aquí donde estableció los cimientos del álgebra y, de hecho, a esta obra le debemos los términos «álgebra» o «algoritmo». De esta obra solo se conserva una copia de 1361, escrita en árabe, custodiada en la Universidad de Oxford, aunque más adelante se publicaron traducciones al inglés y otras lenguas, por lo que afortunadamente no se ha perdido. Pero Al-Juarismi no solo sentó las bases del álgebra, disciplina que estudia la combinación de elementos de estructuras abstractas según determinadas reglas y que es la herramienta que nos permite resolver ecuaciones. También propuso diversos algoritmos para resolver problemas algebraicos.

Desde 2003 san Isidoro es considerado el patrón de internet e incluso existe una plegaria al respecto: «Te suplicamos que, por la intercesión de san Isidoro, obispo y doctor, durante nuestros viajes a través de internet dirijamos nuestras manos y ojos solo para lo que es agradable a Ti y tratar con caridad y paciencia todas esas almas que nos encontramos».

Un gran sabio inspirado e iluminado

Unos quinientos años después del sabio musulmán, nacía el que es considerado como el gran sabio medieval de Occidente, el mallorquín Ramon Llull o Raimundo Lulio (1232-1316), como también se le conoce en castellano. Llull fue un filósofo, poeta y científico mallorquín al que le debemos multitud de avances y conceptos en el plano intelectual. Su enorme obra, que abarca desde tratados de filosofía o teología hasta novelas, pasando por la poesía o la divulgación científica, ha llegado hasta nuestros días intacta, escrita en catalán, árabe y latín. Llull, conocido en su época con los apodos de Doctor Inspiratus y Doctor Illuminatus, escribió 243 libros, y su influencia en sabios, filósofos y matemáticos posteriores ha sido caudal, desde Leibniz, Pascal o Boole en el plano abstracto-matemático, hasta un gran número de autores en el ámbito más filosófico y teológico.

Pero lo que es relevante respecto al tema de la inteligencia artificial es el ingenio mecánico que construyó, al que bautizó como Ars Magna (Gran Arte). Era una especie de máquina pensante que, mediante diales, palancas y manivelas, era capaz de realizar demostraciones lógicas basándose en sujetos y predicados de teorías teológicas que la máquina combinaba para comprobar, según Llull, si eran ciertas o falsas. En la actualidad, es considerado el patrono de la ingeniería informática.

EL ARS MAGNA DE RAMON LLULL

El impacto de Ramon Llull en la inteligencia artificial pasa por la construcción de su Ars Magna o máquina lógica, un artefacto de naturaleza mecánica construido para probar por sí mismo la naturaleza verdadera o falsa de un postulado. Para ello Llull inventó un sistema lógico evolucionado del aristotélico. La lógica de Llull permite combinar de forma correcta «principios absolutos» con «principios correlativos», a través de los «principios relativos», con relación a los «sujetos», de acuerdo con unas «reglas interrogativas». De hecho, la innovación de la máquina lógica de Llull era que, mecánicamente, implementaba estas reglas de forma combinatoria; reglas que en la lógica aristotélica equivaldrían a las ya mencionadas Bárbara, Celarent, Darii, Ferio, etcétera.

De lo divino a lo racional

En el Ars Magna, los sujetos y predicados lógicos estaban organizados en una serie de figuras geométricas perfectas, tales como círculos, cuadrados, triángulos, etc. Por tanto, el aparato, operado mediante unos diales y palancas, era capaz de situar las proposiciones y tesis a lo largo de unos viales hasta la posición de verdadero o de falso, según correspondiera. En otras palabras, el Ars Magna de Ramon Llull implementaba un sistema lógico operado de forma combinatoria y automática, lo cual era una gran innovación en pleno siglo XIII. Su funcionamiento se basaba en la combinación de diversos aspectos divinos para llegar a conclusiones racionales. Dichos aspectos divinos, codificados mediante diferentes letras de la B a la K, se podían combinar mediante unas figuras de escaleras y círculos.

Razonamiento mecánico

Cabe destacar que los esfuerzos de Ramon Llull por construir un sistema lógico-filosófico perfecto e irrefutable tenían un trasfondo teológico. Su objetivo último era romper las fronteras intelectuales entre judíos, cristianos y musulmanes y establecer una terminología aceptable para todos. Su voluntad pasaba por construir un sistema de razonamiento automático —en este caso pasando por la mecánica— mediante el cual se pudieran obtener conclusiones verdaderas en los campos de la filosofía y la religión sin la barrera de las lenguas y vocablos concretos. Al contrario que otras escuelas filosóficas contemporáneas, como la escolástica, Llull descartó los textos sagrados u otros dogmas de fe para la obtención de sus conclusiones. Por tanto, su sistema se basaba única y exclusivamente en una argumentación racional. El hecho de haber podido implementar esta argumentación en un artilugio mecánico imposibilitaba introducir valoraciones subjetivas u otro tipo de sesgos humanos o incluso irracionales.

SIGLO XIX: EMPIEZA UNA REVOLUCIÓN CIENTÍFICA

Ya lo vimos con Aristóteles: la lógica matemática es una parte de las matemáticas y la filosofía que se encarga de estudiar la forma del razonamiento. Es decir, es una disciplina que, por medio de reglas y técnicas, determina si un argumento es válido o no. La lógica es el fundamento sobre el cual se sustentan las ciencias de la computación y la inteligencia artificial, y se utiliza como instrumento para validar o derivar nuevo conocimiento. Fueron dos británicos decimonónicos, George Boole y Augustus De Morgan, los que, con sus leyes lógicas, dieron una nueva vuelta de tuerca a las bases de la lógica aristotélica y, mediante una nueva notación más abstracta, la llevaron hasta el siguiente nivel, el de la lógica de primer orden, en contraposición a la lógica clásica de Aristóteles. Este estadio implica solo expresiones finitas y fórmulas bien definidas, y no deja lugar a dominios infinitos ni incertidumbres. A pesar de ser tan estricta, la lógica de primer orden ofrece una gran potencia simbólica que, hasta los días actuales, permite la resolución de complejos problemas de razonamiento. Mientras que el primero de estos dos personajes, el matemático y filósofo británico George Boole (1815-1864), desarrolló el álgebra de Boole o booleana, base de la aritmética computacional moderna en la que está fundamentada toda la electrónica digital, el segundo, el matemático británico de origen indio Augustus De Morgan (1806-1871), ideó un sistema de reglas que permiten expresar, manipular y simplificar problemas lógicos que admiten dos estados, verdadero o falso, por procedimientos matemáticos.

Veamos algunos ejemplos simples de esta lógica de primer orden. Para entenderlos hay que introducir primero los símbolos más usuales de la lógica, que son la negación (¬), la conjunción (∧), la disyunción (∨) y la implicación (→). De forma adicional, Boole introdujo un sistema algebraico que facilitaba la manipulación de variables. Por ejemplo, si decimos que me llamo Ignacio, podemos decir que el axioma «me llamo Ignacio» es A. De esta forma, ¬ A sería el equivalente a «no me llamo Ignacio». Con todo esto, veamos el primer ejemplo: A ∧ ¬ A → FALSO. Es decir, «me llamo Ignacio» y «no me llamo Ignacio», necesariamente tiene que ser falso. Sin embargo, el segundo ejemplo, A ∨ ¬ A → VERDADERO, es decir, «me llamo Ignacio» o «no me llamo Ignacio» necesariamente tiene que ser verdadero, ya que algún nombre hay que tener, ya sea Ignacio u otro.

ÁLGEBRA BOOLEANA

Foto del popular microprocesador de Intel, Pentium III.

La denominada álgebra booleana se basa en tres operaciones matemáticas básicas: la negación o complemento, la disyunción u «o» y la conjunción o «y». La negación, representada con el símbolo ¬, invierte el estado de una variable. Por ejemplo si A = «Aristóteles es un hombre», entonces ¬ A = «Aristóteles no es un hombre». La disyunción, representada con el símbolo ∨, es un operador binario, es decir, necesita dos parámetros para obtener un resultado. Este es verdadero siempre que alguno de los dos parámetros sea cierto. Por ejemplo, ¿es verdadero que lo que usted está haciendo ahora es leer «o» conducir? La respuesta es que sí, es verdadero, dado que lo que ahora está haciendo es leer este libro. Si usted estuviera ahora conduciendo y no leyendo, la respuesta a la pregunta también sería cierta, e incluso, sería igualmente cierta si estuviera cometiendo la grave imprudencia de leer este libro y conducir al mismo tiempo. Finalmente, el tercer operador es la intersección, representada con el símbolo ∧ y que también es un operador binario. Si reformulamos la pregunta anterior y preguntamos, ¿es verdadero que lo que usted está haciendo ahora es leer «y» conducir?, únicamente podríamos decir que sí en el caso de que estuviera cometiendo tamaño disparate. A partir de estos tres operadores se pueden construir otros más sofisticados, como la o-exclusiva ( ⊼ ), que solo sería cierta, en el ejemplo anterior, si estamos leyendo o conduciendo, pero no si hacemos las dos cosas a la vez. El operador ⊼ no es un operador básico del álgebra booleana, dado que se puede reescribir mediante los otros tres operadores básicos: A ⊼ B = ( A ∧ ¬ B ) ∨ (¬ A ∧ B ).

Avances espectaculares

En electrónica digital el significado de verdadero y falso se simboliza con un 1 y un 0 respectivamente. El 1 representa pasar la corriente eléctrica y el 0 no dejarla pasar. Las operaciones lógicas se realizan mediante la combinación de transistores y la alta integración de estos dispositivos electrónicos ha permitido que la informática haya avanzado tanto (en la imagen un microprocesador de 1999) en los últimos cuarenta años. El microprocesador del ordenador de su casa, que es el «cerebro central» del aparato, contiene centenares de millones de transistores en pocos centímetros cuadrados.

Pongamos un tercer ejemplo: si A → B y B → C, entonces A → C. Traslademos el álgebra a palabras. Pongamos por caso que el axioma A es «yo», el axioma B es «humano» y el axioma C es «mamífero». Podríamos leer la secuencia algebraica «A → B y B → C, entonces A → C»:«como yo soy humano y los humanos son mamíferos, por tanto, yo soy un mamífero». O un cuarto: si A → B y A es VERDADERO, entonces B también es VERDADERO. Veámoslo expresado en palabras. Al axioma A le asignamos el valor «enero», mientras que B es «frío». Por tanto, A → B nos dice que en enero hace frío, al menos en el hemisferio norte. Ahora decimos que A es VERDADERO, o sea que hoy estamos en enero. Por tanto, B también es VERDADERO, es decir, que hace frío.

A esta lógica booleana Augustus De Morgan le añadió un potente sistema deductivo —o reglas de derivación— para ir combinando las reglas lógicas e ir evolucionando en el razonamiento lógico. Por ejemplo, se puede demostrar que ¬ (A ∧ B) = ¬ A ∨ ¬ B y, de hecho, esta equivalencia se conoce como regla de De Morgan. Aunque, para ser justos, De Morgan no fue el único que trabajó en ampliar la lógica booleana, sino que también cabe destacar otros matemáticos ingleses y estadounidenses, como William Stanley Jevons, Charles Sanders Peirce y William Ernest Johnson.

Con todos estos avances, hoy en día tenemos una lógica de primer orden que, como decíamos antes, es aún la piedra angular de la informática moderna, la inteligencia artificial y el razonamiento automático. Por ejemplo, en el año 1956, el economista Herbert Simon junto con el experto en ciencias de la computación Allen Newell, ambos estadounidenses, desarrollaron la máquina Logic Theorist, que era capaz de demostrar teoremas nada triviales de lógica matemática. Esta innovadora tecnología se basó en todos los avances propuestos por Boole y De Morgan.

LAS LEYES DE DE MORGAN

Ampliamente reconocido por sus aportaciones en la lógica matemática y, en particular, por establecer las bases de la inducción matemática (el método de manipulación algebraica que dota de potencia a la lógica de primer orden), el matemático británico Agustus De Morgan hizo otra gran aportación: las leyes que llevan su nombre y que permiten transformar disyunciones en conjunciones y viceversa. Una de las reglas indica que ¬ (A ∧ B) = ¬ A ∨ ¬ B y la otra que ¬ (A ∨ B) = ¬ A ∧ ¬ B. Vamos a demostrar la primera de ellas mediante el método conocido como la tabla de la verdad (las abreviaciones V y F corresponden a VERDADERO y FALSO, respectivamente).

A	B	A ∧ B	¬ (A ∧ B)	¬ A	¬ B	¬ A ∨ ¬ B
V	V	V	F	F	F	F
V	F	F	V	F	V	V
F	V	F	V	V	F	V
F	F	F	V	V	V	V

Como se puede observar, las columnas sombreadas, la de ¬ (A ∧ B) y la de ¬ A ∨ ¬ B, tienen la misma secuencia de V y F, es decir, si (primera fila) A es VERDADERO y B es VERDADERO, el resultado de ¬ (A ∧ B) como de ¬ A ∨ ¬ B es siempre FALSO. Lo mismo pasa si A es VERDADERO y B FALSO, si A es FALSO y B VERDADERO, o si A es FALSO y B también. Como solo hay dos variables, A y B, únicamente existen cuatro combinaciones posibles. Para todas ellas el resultado de las dos expresiones algebraicas es idéntico. Por tanto, queda demostrada la veracidad de esta regla propuesta por De Morgan.

Esta imagen de alrededor de 1860 muestra al matemático, filósofo, profesor y abogado Augustus de Morgan cuando tenía unos cincuenta y cinco años de edad.

Un gran paso para la informática: las visionarias máquinas de Babbage

El inglés Charles Babbage (1791-1871) fue, además de matemático, un gran científico de la computación. Durante muchos años intentó llevar a cabo la construcción de la llamada máquina diferencial, una calculadora descomunal que tuvo que abandonar por su enorme complejidad tecnológica, inasequible para la época: constaba de 25.000 piezas, pesaba 13.600 kg y medía 2,4 m de altura. Era un gasto inasumible y el Gobierno británico dejó de financiarlo en 1832. Más tarde, entre 1833 y 1844, ideó una máquina aún más compleja que la anterior. Programable y capaz de realizar cualquier tipo de cálculo, la máquina analítica (fotografía superior de la página contigua) se considera el primer computador de la historia. Funcionaba con un motor a vapor y hacía uso de tarjetas perforadas como método de entrada. Para diseñarlo, Babbage se inspiró en el telar del tejedor y comerciante francés Joseph Marie Jacquard, célebre por ser el creador del primer telar programable (fotografía inferior de la página contigua), que operaba con ese tipo de tarjetas gracias a las cuales, de forma mecánica, se entrelazaban los hilos formando dibujos. La máquina de Babbage tenía, además, un procesador para calcular operaciones aritméticas, una unidad de control que determinaba qué tarea debía ser realizada, un mecanismo de salida y una memoria donde los números podían ser almacenados hasta ser procesados. En definitiva, un esquema muy similar al de un computador moderno.

Pero, a pesar de ser una máquina totalmente visionaria (que hubiera medido 30 m de altura por 40 de anchura), Babbage tampoco pudo llevarla a cabo por múltiples problemas financieros y de ingeniería. Pero años más tarde, la matemática Ada Lovelace (1815-1852), que había conocido a Babbage en una fiesta social cuando apenas tenía diecisiete años, estudió a fondo los entresijos del aparato tras traducir al inglés lo que había escrito el militar y científico italiano Luigi Menabrea, considerado el autor del primer artículo científico de la historia de la informática, sobre la máquina analítica de Babbage. Lovelace se interesó en ella de tal manera que creó un programa ex profeso para solventar diversos problemas matemáticos, como un algoritmo para calcular los números de Bernoulli. Así fue como Lovelace, hija del poeta lord Byron, se convirtió en la primera programadora de la historia, y ella y Babbage, en el primer equipo de ingenieros informáticos. Lovelace, quien fue además una de las primeras mujeres que entró en los anales de la ciencia y la tecnología, fue la encargada de la parte soft (software) y Babbage, de la parte hard (hardware). Dos tareas igual de complejas, a la par que inseparables. El lenguaje de programación ADA, desarrollado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, lleva este nombre en honor a Lovelace y sus contribuciones. El ADA ha sido durante muchos años la base para otros lenguajes de programación como el C++ o el Java. Aunque en su momento a Lovelace solo se le reconoció su papel como transcriptora de las notas de Babbage, investigaciones recientes muestran la originalidad de su trabajo de programación de la máquina analítica.

Arriba, máquina analítica de Charles Babbage que se conserva en el Science Museum of London.

Abajo, telares Jacquard basados en el sistema de tarjetas perforadas, en el que se inspiró Babbage para dar entrada a los datos y programas con los que operaba su máquina.

Visiones de futuro para recibir el siglo xx

Alan Turing todavía no había nacido cuando, en España, un célebre ingeniero, matemático e inventor español aportaba notables avances técnicos tanto en el área civil como en la militar e iba allanando el camino a los futuros genios de la computación. Es el caso del ingeniero de caminos, matemático e inventor cántabro Leonardo Torres Quevedo (1852-1936), quien, entre muchas otras cosas, es considerado el heredero tecnológico de Charles Babbage. Fue él quien construyó las máquinas de cálculo que el inglés describió en un plano teórico. Torres Quevedo se inició en la carrera de las máquinas de cálculo empezando por las analógicas, que tratan de resolver problemas matemáticos, es decir, ecuaciones, mediante su traslado a fenómenos físicos. Los números y las variables se representan mediante magnitudes físicas, como las rotaciones de determinados ejes. Mediante estos ingeniosos aparatos, Torres Quevedo llegó a construir máquinas analógicas que permitían expresar mecánicamente la función y = log (10^x+1), resolver ecuaciones de segundo grado con coeficientes complejos o, incluso, una máquina que permitía integrar funciones.

En el contexto de las máquinas analógicas, Torres Quevedo construyó El Ajedrecista, considerado el primer videojuego de la historia. A diferencia de otros artilugios como El Turco, El Ajedrecista jugaba automáticamente un final de rey y torre contra el rey de un oponente humano mediante un sistema de electroimanes. La máquina lograba la victoria en todas las ocasiones, aunque no fuera con el número mínimo de movimientos. Huelga decir que El Ajedrecista agrandó la fama mundial de Torres Quevedo, proporcionándole extensas menciones en prestigiosas revistas, como Scientific American («Torres and His Remarkable Automatic Device»).

De las máquinas analógicas, gobernadas por magnitudes físicas y tangibles, Torres Quevedo pasó a las máquinas electromecánicas, ahora sí, gobernadas ya por la electricidad, casi como un computador moderno. Torres Quevedo desarrolló la disciplina de la automática para servirse de ella y poder construir su primer computador, bautizado como «el aritmómetro», una máquina electromecánica capaz de realizar cálculos de forma autónoma con un dispositivo de entrada de comandos —una máquina de escribir—, una unidad de procesamiento y registros de valores —un sistema de poleas, agujas, escobillas, electroimanes y conmutadores—, y un dispositivo de salida —de nuevo, una máquina de escribir—. De hecho, estos bloques básicos son los que hoy en día componen cualquier computador, desde cualquier portátil hasta el mayor supercomputador del mundo. El mérito, por supuesto, también fue, en parte, de Charles Babbage, pero fue Torres Quevedo quien lo pudo construir y, lo más importante: ¡funcionó!

EL TURCO, UN FALSO AUTÓMATA

El Turco fue un famoso fraude basado en un autómata que se decía que jugaba al ajedrez mediante un presunto sistema de inteligencia artificial. Construido por el inventor húngaro y excelente ajedrecista Wolfgang von Kempelen en 1769, era una cabina de madera de 110 × 60 × 75 cm, en la que había un maniquí vestido con un traje tradicional turco sentado en la parte posterior. La cabina tenía puertas que mostraban un mecanismo de relojería y, cuando se activaba el autómata, era capaz de competir al ajedrez contra un jugador humano experto. Sin embargo, la cabina era una mera ilusión óptica, ya que escondido en su interior había un maestro del ajedrez real que operaba el maniquí. Mediante un sistema de espejos se trasmitía la visión del tablero de juego al maestro agazapado dentro del habitáculo. Los oponentes solían ponerse nerviosos al enfrentarse a un «revolucionario» sistema de inteligencia artificial y El Turco ganaba casi todas las partidas disputadas.

Fin de El Turco y revelación del secreto

Al parecer, adquirió una merecida y divertida fama de «gafe» hacia los dispositivos experimentales, dado que estos presentaban una inexplicable tendencia a descomponerse en su presencia. Por otra parte, se mostraba especialmente severo con aquellos trabajos académicos que en su opinión no podían analizarse mediante los procedimientos científicos usuales, y se cuenta que en una ocasión dijo de un artículo de estas características: «¡Ni siquiera está equivocado!».

La versión del siglo XXI

El artilugio ha inspirado, a posteriori, alguna iniciativa empresarial, como es el caso de un servicio que la empresa Amazon creó en 2005, llamado Amazon Mechanical Turk. Se trata de un servicio de externalización abierta de tareas o crowdsourcing (algo así como «fuentes surgidas de la multitud»), donde empresas de todo tipo buscan mano de obra barata para realizar trabajos normalmente repetitivos y de baja cualificación. Por ejemplo, seleccionar de entre 10.000 fotografías todas aquellas en las que aparezcan caras humanas, o localizar personas desaparecidas mediante la visualización de millones de imágenes de satélite.

En este grabado de 1783 se muestra el mecanismo del célebre falso autómata jugador de ajedrez.

Quedaron así establecidas las bases preliminares de la inteligencia artificial, describiendo las máquinas como los elementos que deben desempeñar aquellas tareas para las cuales no es necesario pensar. De hecho, en una entrevista realizada en 1915 por Scientific American, el cántabro afirmó que casi todas las operaciones pueden ser realizadas por una máquina, incluso aquellas que requieren la participación de una gran capacidad intelectual. En uno de sus ensayos, como veremos, se adelantó incluso al célebre Turing discutiendo sobre el experimento bautizado como «test de Turing», y sus implicaciones filosóficas.

Rebatiendo a Descartes, quien afirmó que un autómata jamás sería capaz de mantener un diálogo razonable, Torres Quevedo dijo:

No hay entre los dos casos la diferencia que veía Descartes. Pensó sin duda que el autómata, para responder razonablemente, tendría necesidad de hacer él mismo un razonamiento, mientras que en este caso, como en todos los otros, sería su constructor quien pensara por él de antemano. Creo haber mostrado, con todo lo que precede, que se puede concebir fácilmente para un autómata la posibilidad teórica de determinar su acción en un momento dado, pesando todas las circunstancias que debe tomar en consideración para realizar el trabajo que se le ha encomendado.

Además de todas sus aportaciones a la inteligencia artificial, este Leonardo nacido en pleno siglo XIX diseñó un nuevo tipo de dirigibles que fueron utilizados en la Primera Guerra Mundial con fines de vigilancia naval. Más tarde, proyectó una versión mejorada con la intención de convertirla en la primera aeronave capaz de cruzar el Atlántico. Sin embargo, por problemas de financiación, el proyecto se retrasó y fueron dos británicos, Arthur Brown y John Alcock, los que lo consiguieron con un biplano en 1919. Como ingeniero, también trabajó en el diseño de nuevas formas de teleféricos, funiculares y transbordadores, siendo el más famoso de estos el Spanish Aerocar, que cruza las cataratas del Niágara.

Pero eso no fue todo. En el ámbito de la automática, fue responsable del desarrollo del primer elemento teledirigido de la historia, un autómata llamado Telekino que ejecutaba órdenes retransmitidas mediante ondas hercianas, igual como funciona hoy en día cualquier juguete teledirigido o el mando a distancia del televisor. Siempre trabajó con una óptica puramente comercial y de mercado, patentando todo lo que podía y obteniendo rendimientos de sus invenciones. En el caso de los dirigibles que fueron usados en la Primera Guerra Mundial, fueron fabricados por la compañía francesa Astra, la cual compró la patente al propio inventor.