Una red neuronal es un tipo de algoritmo de aprendizaje automático inspirado en el cerebro humano. Se trata de una herramienta muy eficaz para resolver problemas complejos que son más difíciles de solucionar para los algoritmos informáticos tradicionales, como el reconocimiento de imágenes y el procesamiento del lenguaje natural.
Las redes neuronales, compuestas por nodos interconectados denominados neuronas, organizan estas unidades en capas. Cada neurona recibe información de otras neuronas, la procesa y transmite una salida a otras neuronas. Las conexiones entre las neuronas tienen ponderaciones asociadas, que representan la intensidad de la conexión. Durante el entrenamiento, la red ajusta estas ponderaciones para optimizar su rendimiento en una tarea determinada. Este proceso de aprendizaje les permite hacer predicciones y reconocer patrones, lo que les facilita una amplia adopción en diversas aplicaciones, como el reconocimiento de imágenes, el procesamiento del lenguaje natural y la traducción automática.
El aprendizaje en redes neuronales se produce mediante la creación de conexiones y del ajuste de las ponderaciones de las conexiones entre las neuronas mediante un proceso denominado entrenamiento. Esto implica alimentar la red con grandes conjuntos de datos que luego utiliza para refinar sus ponderaciones y así poder minimizar los errores entre sus predicciones y los valores reales. Este proceso es similar al de los humanos, donde la exposición repetida ayuda a reconocer patrones.
Una técnica llamada retropropagación facilita este ajuste de las ponderaciones. La retropropagación calcula el error en la salida y lo propaga por la red, ajustando las ponderaciones de forma iterativa hasta alcanzar el nivel de precisión deseado. Una vez entrenada, la red puede hacer predicciones sobre nuevos datos, como identificar gatos en imágenes.
Además de aplicaciones generales, a continuación te mostramos algunos ejemplos concretos de cómo funcionan las redes neuronales:
Clasificamos las redes neuronales según su arquitectura, sus métodos de entrenamiento y sus usos. Entre los tipos más habituales se incluyen los siguientes:
Las redes neuronales se están convirtiendo en una herramienta esencial para muchas empresas y organizaciones.
Estos son algunos de los motivos por los que son tan importantes:
Las redes neuronales se pueden usar en una amplia variedad de aplicaciones, entre las que se incluyen:
La identificación de objetos en imágenes se puede aplicar a coches sin conductor, plataformas de redes sociales y diagnósticos médicos.
La traducción automática, el resumen de textos y el análisis de opinión son posibles gracias a las redes neuronales, potentes herramientas como el Traductor de Google y los bots de chat.
Las redes neuronales pueden ayudar a las instituciones financieras analizando el historial de datos financieros e identificando tendencias y patrones para tomar decisiones de inversión. También pueden utilizarse para la gestión de riesgos, la detección de fraudes y la optimización de carteras.
Con la ayuda de las redes neuronales, es posible diagnosticar enfermedades y predecir los resultados de los pacientes a través del uso de datos médicos para identificar patrones asociados a enfermedades específicas. Esto puede ayudar a los médicos a hacer diagnósticos más precisos y desarrollar planes de tratamiento personalizados.
Los movimientos de los robots se pueden controlar y entrenar para realizar tareas complejas, como montaje, soldadura y cirugía. Las redes neuronales también se pueden utilizar en la navegación de robots y en la planificación de rutas.
Para poder alimentar los sistemas de visión de los coches sin conductor, se pueden identificar objetos como peatones, semáforos y otros vehículos, y tomar decisiones sobre la conducción segura. Las redes neuronales también pueden ayudarte en tareas como mantener el carril, mantener el control de crucero adaptativo y evitar colisiones.
La detección de transacciones fraudulentas se puede realizar analizando los datos de las transacciones de tarjetas de crédito, donde estas redes identifican patrones asociados al fraude. Esto puede ayudar a los bancos y otras instituciones financieras a prevenir la actividad fraudulenta.
El filtrado de correos de spam se puede hacer analizando el contenido de los correos, donde las redes neuronales pueden ayudar a identificar patrones asociados al spam. Esto puede ayudar a los usuarios a evitar recibir correos no deseados.
Existen varias ventajas que ofrecen las redes neuronales con respecto a los algoritmos informáticos tradicionales, entre las que se incluyen:
El aprendizaje profundo es una técnica potente del aprendizaje automático que utiliza redes neuronales con varias capas. Estas redes más profundas son ideales para identificar patrones complejos en grandes conjuntos de datos, revolucionando áreas como el procesamiento de imágenes y lenguajes.
Por ejemplo, el aprendizaje profundo permite a los coches sin conductor detectar objetos en la carretera, permite que los modelos de lenguaje generen texto similar al de los humanos, impulsa los sistemas de recomendación que sugieren contenido personalizado y sirve de ayuda en diagnósticos médicos mediante el análisis de imágenes.
La distinción clave entre las redes neuronales tradicionales y el aprendizaje profundo reside en su profundidad, ya que las redes de aprendizaje profundo incorporan muchas más capas. Esta mayor profundidad les permite abordar problemas complejos y procesar grandes cantidades de datos que podrían saturar las redes más simples.
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