¿La Inteligencia Artificial requiere un conocimiento matemático avanzado?

Depende de lo que quieras decir con ‘avanzado’ y de las áreas de IA en las que estés interesado / desees especializarte.

Ciertas subsecciones de la IA, como la comprensión del backprop para redes neuronales o el uso de recocido simulado, son bastante matemáticas. Pero, en muchos sentidos, los requisitos del campo están más cerca de los requisitos para la ingeniería de software: necesita una mente lógica, y si no es bueno en matemáticas, es MUY improbable que sea un buen ingeniero, pero probablemente no necesite ha estudiado matemáticas mucho más allá del nivel de la escuela secundaria, siempre y cuando usted fuera razonablemente experto en eso en ese momento y esté preparado para continuar aprendiendo sobre sistemas formales ahora. (Si no puede pensar rápidamente acerca de las disyunciones, las conjunciones, los bucles y la eficiencia algorítmica, no será muy bueno como ingeniero de inteligencia artificial). También es posible que desee considerar si su dominio del problema involucra muchas estadísticas. Si es así, es mejor que tenga una comprensión firme de las bases y técnicas de ese campo.

Algo que a veces se subestima / subestima en la IA de los videojuegos es la capacidad de razonar sobre lo que constituye un comportamiento racional y natural en los humanos (u otras criaturas inteligentes). La mayoría de las veces estás creando IA específica de dominio, y eso implica crear reglas y heurísticas que se aproximen a la inteligencia de las criaturas del mundo real. Todas las matemáticas en el mundo no le darán una idea de esos comportamientos, mientras que la observación, la introspección, la intuición y el sentido común lo harán. Por supuesto, podría optar por implementar AI en un nivel más abstracto, con problemas más claramente definidos (como pathfinding o IK).

El enfoque clásico de la IA, asociado con Marvin Minsky en el MIT, en realidad era bastante poco tecnológico, con poco uso de las matemáticas. El trabajo más reciente, utilizando cosas como las redes neuronales y la inferencia bayesiana, tampoco es realmente tan de alta tecnología. La matemática básica detrás de ellos no es muy avanzada. No mucho más que matemática universitaria de primer año. Segundo año, si se usa mucho álgebra lineal. No creo que haya ninguna área en la investigación actual de IA en la que se utilicen matemáticas realmente avanzadas. Hay demostradores de teoremas y cosas por el estilo que pueden “razonar sobre” las matemáticas avanzadas, pero en realidad no lo usan. Para el caso, aproximadamente ninguno de nuestro software existente es muy sofisticado desde un punto de vista matemático. Es todo un material bastante técnico. Eso tiene que cambiar. Algún día verás matemáticas de nivel de posgrado o más utilizadas en software: álgebra abstracta avanzada, teoría de categorías, topología, etc. Entonces, y creo que solo entonces, tendremos un software verdaderamente de alta tecnología, incluida la IA. Entonces, si desea hacer lo que pasa para la investigación de IA en estos días, no, no necesita un fondo profundo de matemáticas. Si desea hacer algo que realmente tenga alguna esperanza de crear una verdadera Inteligencia Artificial, entonces sí, necesitaría un profundo conocimiento matemático.

Algunos trabajos de inteligencia artificial se pueden hacer con matemáticas relativamente rudimentarias, como las que los licenciados en matemáticas estarían familiarizados. Algunos problemas de IA son mucho más complicados matemáticamente. Hay once revistas de investigación que se centran en la IA, la mayoría le permite leer tablas de contenido y algunas también le permiten leer resúmenes en papel. Hacerlo debería ayudar a responder las preguntas de Quora sobre matemáticas e inteligencia artificial.

Uno de mis proyectos de IA está en el campo de la gestión de misiones semiautónomas para plataformas móviles (vehículos, robots, etc.). Eso es muy desafiante en general (y en mi dominio de aplicación específicamente) y requiere matemáticas sofisticadas (necesito colaboración con doctorados en matemáticas y cibernética).

Como ejemplo, entre muchas otras técnicas, explotamos la programación dinámica aproximada con funciones Q. Puede echar un vistazo a eso en uno de los documentos que encontramos útiles sobre esa técnica que se puede encontrar en arkiv.org, arXiv: 1602.07273v2 [http://cs.SY] 29 de marzo de 2016, por Beuchat et al.

Creo que la respuesta es la misma que si necesita un fondo matemático avanzado para la programación. Realmente no. Para la robótica, ayuda si sabe cómo calcular curvas exponenciales para, por ejemplo, la gravedad y el movimiento. Para tareas de asistente personal, las matemáticas básicas son todo lo que necesita.

Los ayudantes de decisión se pueden programar utilizando árboles de decisión. Todo lo que necesitas para eso son tablas. Si desea que esos tengan en cuenta las estadísticas, la probabilidad y la inferencia bayesiana, probablemente tendrá algo mucho más superior. Para eso podrías necesitar muchas matemáticas.

Sí, cuantas más matemáticas conozca, mayor será su capacidad para abordar problemas complejos desglosándolos en sus componentes.

¿Quieres desarrollar redes neuronales? ¿Realmente quieres entender cómo funcionan las redes neuronales de entrenamiento?

Entonces tienes que saber cálculo (para el algoritmo de retropropagación).