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UD01: Caracterización de sistemas de IA

Modelos de Inteligencia Artificial

version: 2026-08-25
Modelos de Inteligencia Artificial 26-27 (UD01_1)

¿Qué veremos?

  1. Fundamentos de los sistemas inteligentes
  2. Escuelas de pensamiento y clasificaciones de la IA
  3. IA, machine learning, deep learning e IA generativa
  4. Campos de aplicación
  5. Nuevas formas de interacción y eficiencia operativa
  6. Beneficios, riesgos y ética
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RA1 y sus criterios de evaluación

RA1: caracteriza sistemas de IA y su relación con la mejora de la eficiencia operativa.

CE Criterio
a Principios de los sistemas inteligentes
b Campos de aplicación de la IA
c Técnicas básicas de la IA
d Nuevas formas de interacción y mejora operativa
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Hilo conductor de la unidad

Antes de programar nada hace falta saber qué es un sistema inteligente, cómo se clasifica y qué mejora aporta.

Fundamentos → clasificar → distinguir técnicas → identificar campos → conectar con la mejora operativa.

El taller 3 cierra la unidad calculando esa mejora con KPIs sobre un caso de negocio.

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1. Fundamentos de los sistemas inteligentes (RA1-a)

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¿Qué es la inteligencia artificial?

La IA permite a las máquinas simular aprendizaje, comprensión, resolución de problemas, decisión y creatividad humanas.

Ve e identifica objetos, entiende y responde al lenguaje, aprende de la experiencia y puede actuar de forma autónoma (un coche autónomo).

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El ciclo percepción → razonamiento → acción

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Percepción: datos, sensores, texto, imagen, audio. Razonamiento: modelo, reglas o búsqueda. Acción: respuesta, decisión, control.

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Características de un sistema inteligente

Característica Descripción
Autonomía Opera sin supervisión humana constante
Adaptación Aprende de los datos y mejora con la experiencia
Toma de decisiones Recomienda o actúa a partir de datos, no solo de reglas fijas

Un termostato con reglas si...entonces... ya es, formalmente, IA basada en reglas.

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IA débil frente a IA fuerte

Débil (narrow): una tarea concreta, reactiva, no flexible, sin conciencia. Es toda la IA que existe hoy (Siri, Alexa).

Fuerte (AGI): igualaría a una persona en cualquier tarea, sería proactiva y flexible. Es puramente teórica: ningún sistema actual se aproxima.

La IA débil también tiene riesgos: ejecuta su tarea sin evaluar consecuencias como lo haría una persona.

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2. Escuelas y clasificaciones de la IA (RA1-a)

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Dos escuelas: convencional y computacional

Convencional Computacional
Cómo razona Análisis formal explícito Aprendizaje a partir de datos
Técnicas Reglas, sistemas expertos Redes neuronales, difusa
Originó La automatización clásica El machine learning actual
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Russell y Norvig (1995): cuatro categorías

Categoría Enfoque
Sistemas cognitivos Piensan como humanos
Test de Turing Actúan como humanos
Leyes del pensamiento Piensan con lógica formal
Agentes racionales Actúan racionalmente

De Artificial Intelligence: A Modern Approach, el libro de texto de IA más usado.

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Hintze (2016): clasificación por capacidades

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Reactivas: Deep Blue, sin memoria. Memoria limitada: coches autónomos. Teoría de la mente y autoconciencia: aún teóricas, ningún sistema actual llega ahí.

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Breve historia de la IA

  • 1950 Test de Turing
  • 1956 Dartmouth acuña «inteligencia artificial»
  • 1958 perceptrón de Rosenblatt
  • 1997 Deep Blue vence a Kasparov
  • 2015 Google libera TensorFlow, código abierto
  • 2016 AlphaGo gana en Go
  • 2017 Attention Is All You Need propone el Transformer, base de los LLM y la IA generativa
  • 2022 los LLM cambian la industria

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3. IA, ML, DL e IA generativa (RA1-c)

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Cajas anidadas

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Todo ML es IA, pero no toda IA es ML. Todo DL es ML, y la IA generativa es una parte del DL.

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Cómo funciona un modelo de ML

  1. Representar los datos como vectores de features.
  2. Entrenar: ajustar parámetros para minimizar el error.
  3. Evaluar con datos no vistos (evita el sobreajuste).
  4. Inferir: predecir sobre datos nuevos en producción.

Precio = A·superficie + B·habitaciones − C·edad + base: el ML busca los valores de A, B, C.

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Tipos de aprendizaje

Tipo Datos Ejemplos
Supervisado Etiquetados Spam, precio de vivienda
No supervisado Sin etiquetas Segmentar clientes
Refuerzo Recompensas Robots, juegos
Semi / auto-supervisado Pocas o ninguna etiqueta Entrenar LLM

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Deep learning e IA generativa

DL: redes con muchas capas, backpropagation, necesita datos y GPU. CNN (imágenes), RNN/LSTM (secuencias), Transformers (atención, base de los LLM).

IA generativa: modelo de base entrenado con datos masivos → ajuste (fine-tuning, RLHF) → generación, a veces con RAG. Los agentes de IA van un paso más allá: actúan, no solo responden.

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4. Campos de aplicación (RA1-b)

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Campos de aplicación de la IA

Campo Ejemplo Beneficio
Industria Mantenimiento predictivo Menos paradas
Salud Diagnóstico por imagen Mayor precisión
Finanzas Fraude, scoring Menos pérdidas
Comercio, educación, RRHH Recomendación, tutoría, cribado de CV Más ventas, menos tiempo
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Casos de estudio con beneficio medible

Fraude en banca: modelo de ML sobre datos etiquetados → alerta inmediata en vez de revisión manual posterior.

Mantenimiento predictivo: sensores predicen el fallo antes de que ocurra → sustitución programada, menos paradas.

Atención al cliente con PLN: chatbot 24/7 para consultas frecuentes, deriva las complejas a personas.

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5. Nuevas interacciones y eficiencia operativa (RA1-d)

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Nuevas formas de interacción

Interacción Ejemplo
Asistente virtual Siri, Alexa
Chatbot Soporte de tienda online
Voz / visión Transcripción, lectura de documentos
Agentes autónomos Reservar un vuelo

Detrás del texto y la voz hay tareas de PLN — se estudian en la UD03.

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Eficiencia operativa y KPIs

La IA mejora la eficiencia cuando reduce costes, tiempos o errores. Se mide comparando antes/después con indicadores: tiempo de ciclo, coste unitario, tasa de error, disponibilidad.

KPIs por ámbito: FCR y AHT (atención al cliente), OEE y MTBF (industria).

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Ejemplo resuelto: un centro de atención

1.000 consultas/día, 3 €/5 min cada una. Un chatbot resuelve el 60 % en 10 s a 0,10 €.

Coste antes: 1.000 × 3 € = 3.000 €. Coste después: 600 × 0,10 € + 400 × 3 € = 1.260 €.

Reducción de coste ≈ 58 %, y el tiempo medio baja de 5 a ~2 minutos.

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6. Beneficios, riesgos y ética

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Una visión general (se profundiza en la UD06)

Beneficios: automatización de tareas repetitivas, mejor toma de decisiones, disponibilidad 24×7, menos errores humanos.

Riesgos: datos con sesgos, modelos alterados, model drift, privacidad.

Marco normativo: el AI Act clasifica la IA por riesgo (prácticas prohibidas desde 2/2025); el RGPD limita el uso de datos personales.

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Puntos clave de la unidad

Un sistema inteligente percibe, razona y actúa; se clasifica por tarea (débil/fuerte), por escuela (convencional/computacional) y por capacidades (Russell-Norvig, Hintze).

IA > ML > DL > IA generativa: todo ML es IA, pero no toda IA es ML.

Las nuevas interacciones (chatbots, voz, visión, agentes) mejoran la eficiencia operativa reduciendo coste, tiempo o error — y eso se mide con KPIs.

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La unidad en la práctica

4 talleres: mapa de sistemas inteligentes · técnicas en casos reales · nuevas interacciones · línea del tiempo de la IA.

Actividad guiada: notebook demo de aprendizaje supervisado, no supervisado y medición de la mejora operativa.

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Evaluación

Peso Instrumento
40 % Media de los 4 talleres
60 % Prueba escrita del RA1

Hace falta un 5 o más en el RA para superarlo.

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¿Preguntas?

Diapositivas, apuntes y talleres en el sitio del módulo.

Cada bloque de este índice se corresponde con un criterio de RA1: bloques 1 y 2 con RA1-a, bloque 3 con RA1-c, bloque 4 con RA1-b y bloques 5-6 con RA1-d.

Estos cuatro criterios de evaluación proceden del anexo I del RD 279/2021, el real decreto que fija el currículo del ciclo; la letra de cada CE es la numeración oficial de la norma, no un orden nuestro.

Cuando la tarea se complica y definir todas las reglas se vuelve inviable, entra el aprendizaje automático (machine learning): en vez de que alguien programe las reglas a mano, el propio algoritmo deduce los patrones a partir de los datos.

Ejemplos de IA fuerte solo existen en la ficción: el T-800 de Terminator, Wall-E, J.A.R.V.I.S. Ningún sistema real se aproxima a esa flexibilidad.

Con el auge del machine learning, buena parte de lo que hacía la escuela convencional se ha ido llevando al campo computacional: no son compartimentos estancos, sino una evolución histórica del campo.

Los autores son Stuart Russell y Peter Norvig (1995). Las dos últimas categorías, leyes del pensamiento y agentes racionales, exigen una capacidad de cómputo que, para el caso general, todavía es inalcanzable.

La clasificación es de Arend Hintze, investigador de la Universidad de Michigan (2016). La teoría de la mente consistiría en representarse lo que piensan y sienten otros agentes, la base de la interacción social; la autoconciencia sería que el sistema se representara a sí mismo, conociendo sus propios estados internos.

Falta en esta línea del tiempo un hito de 2011: Watson, de IBM, gana en el concurso de televisión Jeopardy!, un hito que suele señalarse como el momento en que emerge la ciencia de datos como disciplina.

El objetivo de fondo de todo este proceso se llama generalización: que el modelo acierte con datos nuevos, no solo con los de entrenamiento. Por eso el paso de evaluación usa datos que el modelo nunca ha visto.

Algoritmos supervisados típicos: árboles de decisión, k-vecinos (KNN), naive Bayes, SVM, regresión logística, random forest. No supervisados: k-means y DBSCAN para clustering, PCA para reducir dimensiones. Todos disponibles en la librería scikit-learn de Python, con la misma interfaz fit/predict.

IMAGEN: ejemplo generado con MidJourney (ya en el repo)

RLHF significa aprendizaje por refuerzo con feedback humano (reinforcement learning from human feedback). Más allá del Transformer existe Mamba (2023), una arquitectura alternativa basada en modelos de espacio de estados, con menor coste computacional para secuencias largas.

IMAGEN: cara generada por una GAN, https://thispersondoesnotexist.com/

IMAGEN: paisaje generado con GauGAN (Nvidia)

La IA también está en usos cotidianos que no parecen IA: buscadores que aprenden de los datos, termostatos que se adaptan al comportamiento, ciberseguridad que detecta patrones de ataque, y sistemas que identifican noticias falsas analizando fuentes y lenguaje.

Un cuarto caso, no en esta diapositiva: en salud, sistemas de IA analizan llamadas de emergencia para reconocer un paro cardíaco más rápido que un operador humano, y usan visión artificial para detectar infecciones en TAC pulmonar.

PLN significa procesamiento del lenguaje natural. Las tareas concretas detrás de estas interacciones son análisis de sentimiento, reconocimiento de entidades o NER (nombres, lugares, fechas), clasificación de texto, traducción automática y resumen automático.

FCR es first contact resolution, el porcentaje de consultas resueltas en el primer contacto; AHT es average handling time, el tiempo medio de gestión de una consulta. OEE es overall equipment effectiveness (disponibilidad por rendimiento por calidad de una máquina); MTBF es mean time between failures, el tiempo medio entre dos averías.

El AI Act (Reglamento UE 2024/1689) entra en vigor por fases: sanciones desde el 2 de agosto de 2025 y aplicación general desde el 2 de agosto de 2026. Su artículo 51 presume riesgo sistémico cuando el cómputo acumulado del entrenamiento de un modelo supera los 10 elevado a 25 FLOPS.

La rúbrica de evaluación de los cuatro talleres está publicada en la página del taller 4 (línea del tiempo).

Esta exigencia de 5 o más por RA viene de la normativa: el artículo 5.1 de la Orden 8/2025 liga la calificación del módulo a la consecución de los RA, y las Instrucciones 26-27 impiden calificar positivamente un módulo con algún RA no superado.