Explicación del aprendizaje automático con intervención humana (HITL)

Hoy en día, tendemos a utilizar la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML) con más frecuencia de lo que creemos. Estas tecnologías de vanguardia ayudan a optimizar nuestras fuentes de redes sociales, organizar nuestras bibliotecas de fotos digitales y facilitar a los médicos el diagnóstico de enfermedades.

Pero incluso los sistemas de IA más avanzados pueden cometer errores. Pueden pasar por alto detalles clave o malinterpretar lo que ven. Para mejorar los resultados, muchos desarrolladores y entusiastas de la IA están recurriendo a un enfoque llamado IA con humanos en el circuito (HITL). Este método combina el juicio humano con la eficiencia de la máquina. Las personas intervienen para entrenar, revisar y refinar el rendimiento de un modelo de IA con el tiempo. 

En este artículo, exploraremos qué representa la IA con intervención humana (human-in-the-loop AI), cómo funciona y dónde se puede utilizar en el mundo real. ¡Empecemos!

Conceptos fundamentales de HITL

Antes de profundizar en la importancia de los flujos de trabajo HITL, analicemos más de cerca los conceptos básicos del enfoque human-in-the-loop. 

¿Qué es HITL? El significado principal

Si bien los modelos de IA son rápidos y capaces de procesar cantidades masivas de datos, aún pueden confundirse. Por ejemplo, en la visión artificial, un subcampo de la IA centrado en la comprensión y el análisis de imágenes y vídeos, un modelo podría leer mal una foto borrosa o perderse un detalle sutil. 

Esto sucede porque los modelos de IA se basan en patrones en los datos en lugar de una verdadera comprensión. Si los datos no son claros, están sesgados o incompletos, la salida del modelo puede ser inexacta.

La automatización con intervención humana incorpora personas en el proceso de entrenamiento para ayudar a los modelos a aprender de manera más efectiva. En lugar de operar completamente por sí solos, estos sistemas reciben retroalimentación humana de forma regular. Las personas revisan los resultados, corrigen errores y guían al modelo a medida que mejora con el tiempo.

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¿Por qué es necesario tener humanos en el bucle?

Quizás se pregunte: ¿son realmente necesarias las aportaciones humanas? ¿No parece eso contradecir el objetivo general de hacer que la IA sea más independiente? Sin embargo, la realidad es que los sistemas de IA aprenden de los datos, y a veces los conjuntos de datos no pintan un panorama completo.

Por ejemplo, con los coches autónomos, hay muchas situaciones que un modelo de IA podría no entender completamente. Podría tener dificultades con condiciones de carretera inusuales, obstáculos inesperados o eventos raros que no ha visto antes. En estos casos, la guía humana es una parte importante del aprendizaje del sistema y de la respuesta más segura con el tiempo.

En general, los humanos son una parte fundamental de cualquier proyecto de IA. Seleccionan y anotan datos, revisan los resultados de los modelos y proporcionan comentarios que ayudan a mejorar el sistema. Sin la intervención humana, las soluciones de IA tendrían dificultades para adaptarse a situaciones complejas del mundo real.

Entendiendo el papel de la máquina en el bucle

Si bien los humanos proporcionan supervisión y retroalimentación, el papel de la máquina es aprender de esa entrada y mejorar con el tiempo. Los modelos de IA utilizan las correcciones humanas para refinar sus predicciones, llenar los vacíos donde faltan datos o no están etiquetados, y asumir gradualmente tareas a una escala mucho mayor de lo que las personas podrían manejar por sí solas. Este ciclo de retroalimentación y ajuste fino o reentrenamiento hace posible que los modelos de IA se vuelvan más fiables a medida que procesan nueva información.

¿Cómo funciona tener un humano en el bucle (human-in-the-loop)?

En un flujo de trabajo típico de IA con intervención humana, un modelo de IA procesa los datos y realiza una predicción. Cuando hay incertidumbre o la tarea es compleja, el resultado se marca para que lo revise un humano. A continuación, una persona comprueba la predicción, realiza las correcciones necesarias y esas actualizaciones se añaden de nuevo a los datos de entrenamiento. El modelo sigue aprendiendo con cada ciclo.

Este bucle ayuda al modelo de IA a mejorar en las áreas en las que tiene dificultades. En lugar de depender únicamente de datos pre-etiquetados, el sistema también aprende de la retroalimentación en tiempo real. Con el tiempo, el modelo se vuelve más seguro y preciso, especialmente en tareas donde la precisión es crítica, como la detección de objetos pequeños en imágenes o la identificación de defectos durante las inspecciones visuales.

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HITL en el aprendizaje supervisado

Las aplicaciones de IA que utilizan el aprendizaje supervisado son un gran ejemplo del enfoque de la IA con intervención humana. Estas soluciones de IA dependen de la anotación de datos, donde los humanos etiquetan ejemplos para entrenar el modelo. 

La mayoría de los proyectos de visión artificial se basan en este proceso, donde las personas etiquetan objetos en imágenes para que los modelos de visión artificial como Ultralytics YOLO11 puedan aprender qué reconocer. Cuando las anotaciones no son claras o son inconsistentes, el modelo puede aprender patrones incorrectos y tener dificultades para funcionar bien.

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Aprendizaje activo vs. humano en el bucle

El aprendizaje activo es un método utilizado para hacer que los sistemas con humanos en el circuito sean más eficientes. En lugar de pedir a los humanos que revisen cada pieza de datos, el sistema de IA selecciona solo los casos sobre los que no está seguro. Los revisores pueden entonces centrarse en esos ejemplos específicos, ahorrando tiempo y esfuerzo.

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Este enfoque funciona especialmente bien para tareas como el análisis de imágenes. Considere un modelo de Visión IA entrenado para detectar defectos en fotos de productos. La mayoría de las veces, hace predicciones precisas, pero ocasionalmente tiene dificultades con iluminación inusual o patrones desconocidos. El aprendizaje activo se puede utilizar para marcar esas imágenes complicadas para que una persona pueda intervenir y hacer correcciones. El modelo puede entonces incorporar esa retroalimentación y mejorar con cada ciclo de reentrenamiento.

¿Cómo mejora HITL los resultados de la visión artificial?

Los flujos de trabajo HITL pueden facilitar que los modelos de visión artificial tengan un mejor rendimiento al añadir retroalimentación continua. Cuando las personas intervienen para revisar resultados inciertos, corregir errores o añadir etiquetas faltantes, el modelo aprende a reconocer objetos con mayor precisión y confianza. 

Este proceso no solo mejora el entrenamiento, sino que también hace que las pruebas, el ajuste y la validación sean más fiables. Con el tiempo, el ciclo de retroalimentación ayuda a construir soluciones de visión artificial que funcionan de manera más eficaz en situaciones del mundo real.

Ejemplos reales de IA con humanos en el circuito

A continuación, repasemos algunos ejemplos de IA con intervención humana sobre cómo se puede utilizar la automatización HITL para mejorar las aplicaciones de IA de visión.

Atención sanitaria e imagen médica

En comparación con otros sectores, la IA en la atención médica requiere una precisión mucho mayor, razón por la cual los flujos de trabajo de IA HITL son tan vitales. En las imágenes médicas, por ejemplo, los modelos de Visión Artificial como YOLO11 se pueden utilizar para analizar radiografías, resonancias magnéticas y portaobjetos de patología, pero los expertos aún revisan los resultados para asegurarse de que sean correctos.

Digamos que se utiliza un modelo YOLO11 entrenado a medida para detectar una posible anomalía pulmonar en una radiografía. Un radiólogo puede revisar la predicción, confirmar si es precisa y corregir cualquier error. Esa retroalimentación puede añadirse de nuevo al proceso de entrenamiento, lo que ayuda al modelo a mejorar y reduce las posibilidades de falsas alarmas o casos perdidos en el futuro.

Control y garantía de calidad

En la fabricación, los sistemas de visión artificial se utilizan para escanear piezas y materiales en busca de defectos, y HITL añade una capa adicional de precisión cuando el modelo no está seguro. Por ejemplo, en la producción de automóviles, un sistema podría marcar un reflejo superficial inofensivo en un componente metálico como una grieta. 

Un técnico puede revisar el resultado, corregir el error y agregar esa retroalimentación al bucle. Con el tiempo, este proceso mejora la consistencia, incluso en entornos con iluminación cambiante o cuando las piezas se ven muy similares entre sí.

Conjuntos de datos raros y tareas visuales especializadas

Otra área donde los flujos de trabajo con intervención humana son esenciales es cuando los datos de entrenamiento son limitados, como en arqueología o teledetección. En estos casos, los expertos revisan y etiquetan un pequeño conjunto de ejemplos, que el modelo de IA utiliza para comenzar a aprender. Con el tiempo, esta retroalimentación ayuda al modelo a detectar patrones específicos, como tipos de cultivos, características del suelo o artefactos, incluso cuando solo hay disponibles unas pocas muestras etiquetadas.

Desventajas de los flujos de trabajo con intervención humana

Aunque existen muchos beneficios del humano en el bucle para el aprendizaje automático, también conlleva ciertos desafíos. Estas son algunas de las limitaciones que debes tener en cuenta al implementar flujos de trabajo HITL:

• Flujos de trabajo más lentos: Dado que las personas necesitan revisar y etiquetar los datos, el entrenamiento y las actualizaciones tardan más que en los sistemas totalmente automatizados. Esto puede retrasar la rapidez con la que las nuevas versiones de un modelo están listas para su uso.
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• Mayores costos: La contratación de anotadores o expertos cualificados aumenta los gastos, especialmente cuando se trabaja con grandes conjuntos de datos o tareas complicadas.
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• Escalabilidad limitada: A medida que crecen los volúmenes de datos, se hace más difícil mantener a los humanos involucrados sin herramientas dedicadas o soporte de automatización.
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• Retrasos en la implementación: La constante participación humana puede retrasar la implementación y dificultar la actualización de los modelos en tiempo real.

Conclusiones clave

El aprendizaje automático con intervención humana es una forma práctica de entrenar modelos de IA para manejar situaciones del mundo real con mayor precisión. Al agregar la intervención humana, los modelos mejoran más rápido, detectan más errores y funcionan mejor con datos complejos. 

El aprendizaje activo hace que este proceso sea aún más eficiente al hacer que el modelo pida ayuda solo cuando no está seguro. En conjunto, estos enfoques pueden ayudar a construir modelos de IA que sean más confiables y eficientes.

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