
Entrenamiento de modelos de IA sin etiquetado de datos usando estrategias Zero-shots
El aprendizaje automático ha evolucionado significativamente en los últimos años, permitiendo que los modelos de lenguaje (LLMs) y la visión artificial realicen tareas complejas con gran precisión.
Sin embargo, muchas técnicas de aprendizaje supervisado dependen de grandes conjuntos de datos etiquetados, lo que supone una limitación en términos de escalabilidad y aplicabilidad a nuevos dominios.
En este contexto, el aprendizaje Zero-Shot (ZSL) se trata de una estrategia que permite que los modelos realicen predicciones sobre clases o tareas para las que no han sido entrenados explícitamente.
Sigue leyendo para descubrir cómo se implementa este tipo de aprendizaje en el entrenamiento de modelos de inteligencia artificial.
Zero-Shot Learning: Aprendizaje sin necesidad de datos etiquetados
El aprendizaje Zero-Shot es una técnica o estrategia dentro de la inteligencia artificial que permite a un modelo realizar inferencias sobre datos que nunca ha visto durante el entrenamiento.
A diferencia del enfoque tradicional basado en grandes volúmenes de datos de entrenamiento etiquetados, el ZSL permite que los modelos generalicen su conocimiento a nuevos conceptos sin requerir muestras previas específicas.
Esto es posible gracias a representaciones semánticas avanzadas, que permiten a los modelos de lenguaje y visión conectar información nueva con conocimiento adquirido previamente.
Por ejemplo, si un modelo ha sido entrenado previamente en reconocer imágenes de perros y gatos, pero nunca ha visto una imagen de un lobo, el ZSL puede permitirle clasificar correctamente a este último basándose en descripciones textuales o atributos compartidos con perros y gatos.
¿Cómo aprenden los modelos de lenguaje (LLMs) a generalizar?
El aprendizaje Zero-Shot se basa en la capacidad de los modelos de inteligencia artificial para transferir conocimiento desde un conjunto de datos de entrenamiento a tareas no vistas. Para lograr esto, se emplean métodos como representaciones distribuidas, embeddings semánticos y modelos de lenguaje avanzados.
Los modelos modernos, como los basados en transformers, utilizan información contextual para entender nuevas tareas sin ejemplos previos. Además, el uso de embeddings semánticos, que representan palabras y conceptos en un espacio vectorial de alta dimensión, permite que los modelos realicen inferencias sin requerir entrenamiento adicional.
En contraste, enfoques como Few-Shot Learning requieren al menos unas pocas muestras etiquetadas para adaptarse a nuevas tareas, mientras que el ZSL elimina completamente esta necesidad.
Zero-Shot para procesamiento del lenguaje natural (NLP)
Uno de los ámbitos donde el aprendizaje Zero-Shot ha demostrado ser especialmente útil es el procesamiento del lenguaje natural (NLP).
Modelos como GPT-4 (usado por OpenAI en ChatGPT) y BERT (propiedad de Google), entrenados en grandes cantidades de datos textuales, pueden realizar tareas de clasificación de texto, traducción, resumen y análisis de sentimientos sin necesidad de ejemplos específicos para cada dominio.
Por ejemplo, un modelo puede aprender a responder preguntas sobre un área del conocimiento para la que no ha sido entrenado explícitamente, simplemente basándose en la estructura del lenguaje y en el contexto de la pregunta. Esto permite que los modelos sean más flexibles y aplicables a una variedad de problemas sin necesidad de reentrenamiento.
Caso práctico: Clasificación de documentos
Imaginemos una empresa que recibe diariamente miles de correos electrónicos en diferentes idiomas y necesita categorizarlos en función de su contenido sin haber entrenado un modelo específico para cada categoría.
Utilizando un modelo de aprendizaje Zero-Shot, se pueden clasificar automáticamente estos correos en categorías como "facturas", "consultas de clientes", "solicitudes de soporte" y "spam" sin necesidad de proporcionar datos de entrenamiento específicos para cada una.
El proceso seguiría los siguientes pasos:
Se obtiene el contenido del correo y se convierte en una representación semántica.
Se compara la representación del texto con las descripciones de categorías predefinidas.
El modelo asigna la categoría más relevante sin necesidad de haber visto ejemplos previos de cada tipo de correo.
Este enfoque permite que los modelos sean altamente escalables y adaptables a nuevas categorías sin intervención manual.
ZSL para la innovación en asistentes virtuales
Los asistentes virtuales como Siri, Alexa y Google Assistant han evolucionado enormemente gracias a los avances en este tipo de aprendizaje Zero-Shot.
Tradicionalmente, estos sistemas requerían un entrenamiento extenso para manejar nuevas solicitudes y comandos. Con el ZSL, pueden comprender y responder preguntas que nunca han encontrado antes, mejorando significativamente su capacidad de interacción con los usuarios.
Por ejemplo, un asistente virtual que nunca ha sido entrenado en responder preguntas sobre un evento específico aún puede proporcionar respuestas precisas combinando información disponible en bases de datos con el contexto de la consulta.
De la teoría a la práctica del aprendizaje Zero-shot en modelos de IA
Aunque este tipo de aprendizaje ha mostrado grandes avances teóricos, su implementación en la práctica requiere modelos robustos y bien diseñados. Uno de los enfoques más exitosos ha sido el uso de modelos preentrenados en tareas generales y su posterior ajuste con representaciones semánticas ricas.
Además, combinaciones de ZSL con técnicas como Few-Shot Learning pueden mejorar aún más la capacidad de los modelos para manejar tareas desconocidas, permitiendo un aprendizaje más eficiente y adaptable. A medida que la investigación en este campo avanza, es probable que veamos aplicaciones aún más sofisticadas en diversas áreas, desde la visión artificial hasta la automatización de tareas cognitivas complejas.
En definitiva, el Zero-Shot Learning representa un avance significativo en la inteligencia artificial, reduciendo la dependencia de los modelos en grandes conjuntos de datos etiquetados y permitiendo que los modelos generalicen de manera más efectiva.
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