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Curso

IA de 12.º: sistemas de IA, investigación e innovación

Diseña, prueba y publica un sistema de IA original, y preséntalo como proyecto final.

Haz las lecciones en orden. Al final puedes trazar los componentes y los servicios de un sistema de IA, hacer la selección del modelo por calidad, velocidad y coste, y dibujar y defender un diseño de la arquitectura del sistema. Puedes escribir una pregunta de investigación que puedas probar y una propuesta del proyecto de una página con una línea base. Puedes construir un prototipo que funcione, escribir un plan del experimento, probar la robustez con entradas con ruido y, en un estudio de ablación, quitar partes y medir qué aporta cada una. Puedes hacer un estudio de usuarios pequeño, publicar una demo en línea y seguir sus errores y su coste, valorar quién gana y quién podría perder, y presentar un sistema de IA original y su evaluación.

Cómo usar estas lecciones

  • Empieza en la lección que dice Haz esto. Sigue adelante cuando puedas hacer tú solo la línea bajo el título.
  • Juega primero los Juegos. Luego haz las Pruebas. 8 de 10 correctas para aprobar. Las Fichas están en papel. Las respuestas están abajo.
  • Cada lección hace avanzar tu proyecto final. Lleva un diario del proyecto: cada decisión, cada experimento y cada resultado, también los que fallaron.
  • Elige un proyecto final de ciencia, tutoría, robótica y visión, o una idea de startup. Usa solo datos que tengas permiso de usar, pide consentimiento antes de cualquier estudio de usuarios, guarda las claves de API en secreto y pon un límite de gasto.

Cada lección tiene juegos, pruebas y fichas.

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Arquitectura de sistemas de IA

  1. 1Componentes del sistemaTraza los componentes y los servicios de un sistema de IA.
    • Nombra las capas de datos, modelo, servicio e interfaz.
    • Traza un producto de IA real sobre ellas.
    • Encuentra los puntos únicos de fallo.
  2. 2Selección del modeloHaz la selección del modelo por calidad, velocidad y coste.
    • Compara tres modelos en tu propio conjunto de prueba.
    • Mide la velocidad y el coste por petición.
    • Elige uno y justifica el equilibrio.
  3. 3Construir o comprarDecide cuándo construir (entrenar o ajustar) o comprar una API.
    • Lista los costes de cada opción.
    • Ten en cuenta los datos, la privacidad y el control.
    • Decide para tu proyecto final.
  4. 4Diseño de la arquitecturaDibuja y defiende un diseño de la arquitectura del sistema.
    • Dibuja los componentes y el flujo de datos.
    • Marca dónde pueden ocurrir errores y ataques.
    • Preséntalo y responde preguntas.

Planteamiento del problema

  1. 5Encuentra un problemaEncuentra un problema real que valga la pena resolver.
    • Entrevista a personas que tienen el problema.
    • Comprueba qué existe ya.
    • Di por qué la IA es la herramienta correcta, o no.
  2. 6Preguntas de investigaciónEscribe una pregunta de investigación que puedas probar.
    • Convierte una idea amplia en una pregunta concreta.
    • Nombra lo que vas a medir.
    • Di qué resultado la respondería.
  3. 7RequisitosLista los requisitos: lo que el sistema debe hacer y lo que no debe hacer.
    • Escribe requisitos funcionales.
    • Escribe límites de precisión, velocidad, coste y seguridad.
    • Ordénalos por prioridad.
  4. 8Propuesta del proyectoEscribe una propuesta del proyecto de una página con una línea base.
    • Di el problema, el enfoque y los datos.
    • Define una línea base simple que superar.
    • Pon un calendario.

Aplicaciones avanzadas de IA

  1. 9Sistemas multimodalesCombina visión, texto y audio en un sistema multimodal.
    • Estudia un sistema multimodal real.
    • Elige cómo combinar las entradas.
    • Encuentra dónde una entrada puede corregir los errores de otra.
  2. 10Sistemas de agentesDiseña sistemas de agentes de varios pasos con comprobaciones.
    • Reparte el trabajo entre planificador, trabajador y revisor.
    • Añade comprobaciones entre los pasos.
    • Limita las herramientas y el gasto.
  3. 11IA para la cienciaExplica cómo la IA para la ciencia acelera el descubrimiento científico.
    • Estudia un caso, como el plegamiento de proteínas o la predicción del tiempo.
    • Di qué hizo la IA y qué hicieron los científicos.
    • Encuentra un conjunto de datos científico que puedas usar.
  4. 12PrototipoConstruye un prototipo que funcione: una primera versión.
    • Construye la versión más pequeña que funcione de principio a fin.
    • Ejecútalo frente a la línea base.
    • Lista qué mejorar primero.

Diseño de experimentos

  1. 13HipótesisEnuncia una hipótesis y qué la refutaría.
    • Escribe una hipótesis que puedas probar.
    • Escribe el resultado que demostraría que es falsa.
    • Predice el tamaño del efecto.
  2. 14Variables y controlesCambia una variable y mantén los controles fijos.
    • Nombra las variables independiente y dependiente.
    • Fija las semillas aleatorias y los ajustes.
    • Ejecuta cada ajuste varias veces.
  3. 15Conjuntos de datos y particionesConstruye conjuntos de datos y particiones justos: entrenamiento, validación y prueba.
    • Evita filtraciones entre las particiones.
    • Parte por tiempo, lugar o persona cuando haga falta.
    • Bloquea el conjunto de prueba hasta el final.
  4. 16Plan del experimentoEscribe un plan del experimento antes de ejecutar nada.
    • Lista cada ejecución y sus ajustes.
    • Decide las métricas de antemano.
    • Estima el cómputo y el coste.

Evaluación de la IA

  1. 17Bancos de pruebasElige un banco de pruebas y explica sus límites.
    • Encuentra un banco de pruebas público para tu tarea.
    • Comprueba si los modelos pudieron verlo en el entrenamiento.
    • Añade tus propios casos de prueba.
  2. 18RobustezPrueba la robustez con entradas con ruido y desplazadas.
    • Añade ruido, erratas y desenfoque.
    • Prueba con datos de un lugar o un tiempo nuevo.
    • Mide cuánto baja la puntuación.
  3. 19Estudios de ablaciónEn un estudio de ablación, quita partes y mide qué aporta cada una.
    • Lista las partes de tu sistema.
    • Quita una cada vez y vuelve a ejecutar.
    • Haz una tabla de los resultados.
  4. 20Informa los resultadosInforma los resultados con barras de error y límites honestos.
    • Muestra la media y la dispersión de las ejecuciones.
    • Compara con la línea base.
    • Escribe los límites con claridad.

Colaboración entre personas e IA

  1. 21Supervisión humanaDecide, con supervisión humana, dónde una persona debe aprobar.
    • Ordena las decisiones por riesgo.
    • Añade una persona en las de alto riesgo.
    • Diseña una forma fácil de anular la IA.
  2. 22ExplicabilidadExplica, con explicabilidad, por qué un modelo tomó una decisión.
    • Usa la importancia de las características o mapas de saliencia.
    • Muestra las fuentes de las respuestas generadas.
    • Prueba si los usuarios entienden la explicación.
  3. 23Bucles de retroalimentaciónRecoge retroalimentación de los usuarios en bucles para mejorar el sistema.
    • Añade valoraciones y comentarios.
    • Convierte la retroalimentación en casos de prueba nuevos.
    • Vigila la retroalimentación que añade sesgo.
  4. 24Estudio de usuariosHaz un estudio de usuarios pequeño y resúmelo.
    • Pide consentimiento a cada participante.
    • Da tareas y mide el éxito y el tiempo.
    • Resume qué funcionó y qué no.

Despliegue y operaciones

  1. 25Servicios de inferenciaSirve un modelo detrás de una API, como servicio de inferencia.
    • Envuelve el modelo en una API web.
    • Añade comprobaciones de entrada y tiempos de espera.
    • Haz una prueba de carga.
  2. 26MonitorizaciónHaz monitorización: sigue los errores, la velocidad y la deriva.
    • Registra las peticiones sin datos personales.
    • Grafica los errores y el tiempo de respuesta.
    • Detecta cuándo las entradas se desvían de los datos de entrenamiento.
  3. 27Coste y escalaEstima el coste y la escala: el coste por usuario.
    • Mide el coste por petición.
    • Estima el coste con 100 y con 10,000 usuarios.
    • Baja el coste con caché o un modelo más pequeño.
  4. 28Publica una demoPublica una demo en línea para que otros la prueben.
    • Publícala en un alojamiento gratis.
    • Añade un límite de gasto y límites de peticiones.
    • Escribe una guía corta para los usuarios.

Innovación con IA

  1. 29OportunidadesEncuentra oportunidades: una necesidad que la IA podría cubrir.
    • Estudia tres productos de IA y las necesidades que cubren.
    • Encuentra una necesidad que aún no está cubierta.
    • Estima quién lo usaría.
  2. 30Ética de la investigaciónComprueba la ética de la investigación: consentimiento, privacidad y daño.
    • Comprueba la licencia y el consentimiento de tus datos.
    • Quita los datos personales.
    • Lista los daños posibles y cómo los reduces.
  3. 31Impacto socialValora el impacto social: quién gana y quién podría perder.
    • Traza a todas las personas a las que afecta tu sistema.
    • Valora beneficios y riesgos para cada grupo.
    • Cambia una decisión de diseño por eso.
  4. 32Propuesta o pitchEscribe una propuesta de investigación o un pitch con un caso de negocio.
    • Elige una propuesta de investigación o un pitch de startup.
    • Respalda cada afirmación con tus resultados.
    • Practícala con comentarios.

Taller del proyecto final de IA

  1. 33IteraItera: mejora el sistema a partir de los resultados de las pruebas.
    • Elige la mayor debilidad de tu evaluación.
    • Arréglala y vuelve a ejecutar las pruebas.
    • Anota el cambio en tu diario del proyecto.
  2. 34Redacción técnicaEscribe, con redacción técnica, un informe claro.
    • Escribe el resumen, el método, los resultados y los límites.
    • Haz figuras y tablas claras.
    • Comparte tu código para que otros puedan repetirlo.
  3. 35Póster y demoHaz un póster y una demo en vivo.
    • Haz un póster de investigación de una página.
    • Prepara una demo en vivo de tres minutos.
    • Prepara un plan de reserva por si falla la demo.
  4. 36Proyecto final de IAPresenta un proyecto final: un sistema de IA original y su evaluación.
    • Presenta el problema, el sistema y los resultados.
    • Muestra cómo se compara con la línea base.
    • Responde preguntas sobre sus límites.