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Glosario (MT) › Fundamentos del aprendizaje automático

MT013

Generalización

También: dentro y fuera de la distribución, i.i.d., o.o.d.

En inglés: Generalization

Capacidad de un modelo de funcionar bien con datos que no vio durante el entrenamiento; es el objetivo real del aprendizaje automático.

Ajustarse a los datos de entrenamiento es fácil; lo que importa es acertar con casos nuevos. Chollet (2021) plantea el problema central del campo como la tensión entre optimización (rendir bien en los datos de entrenamiento) y generalización (rendir bien en datos nunca vistos), y advierte que solo la primera se controla directamente (2021, sec. 5.1). Por eso la generalización se estima empíricamente, sobre datos que el modelo no tocó (ver conjuntos de entrenamiento, validación y prueba); su fracaso típico es el sobreajuste.

La estimación descansa en un supuesto: que los datos futuros provienen de la misma distribución que los pasados (datos independientes e idénticamente distribuidos, i.i.d.). Witten et al. (2017) recuerdan que en la vida real las cosas derivan y los datos de entrenamiento son siempre retrospectivos (2017, p. 505). De ahí la distinción entre generalización dentro y fuera de la distribución (o.o.d.): muchos críticos sostienen que las redes profundas transfieren bien a lo primero y mal a lo segundo (Buckner, 2024, p. 70). Chollet (2021) lo formula como la diferencia entre generalización local, por interpolación entre ejemplos cercanos, y la generalización extrema de la que son capaces los humanos gracias a la abstracción y el razonamiento (2021, sec. 5.1.2); es la base de su propuesta para medir la inteligencia (Chollet, 2019).

El filósofo reconocerá el problema de la inducción. Hume (1748/2007) mostró que ninguna observación pasada justifica, sin circularidad, la expectativa de que el futuro se parezca al pasado. El aprendizaje automático no refuta a Hume: lo administra. Asume la uniformidad (el supuesto i.i.d.), la pone a prueba a medias con un conjunto reservado, y confía en un sesgo inductivo para elegir entre las infinitas generalizaciones compatibles con los datos. Cuando la naturaleza cambia de curso (un modelo de crédito entrenado con sucursales de Nueva York y Florida que se aplica a una nueva sucursal en Nebraska, en el ejemplo de Witten y colegas (2017, p. 163)), el supuesto falla, y el modelo con él.

Fuentes

  • Buckner, C. J. (2024). From deep learning to rational machines: What the history of philosophy can teach us about the future of artificial intelligence. Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/oso/9780197653302.001.0001 §
  • Chollet, F. (2019). On the measure of intelligence (arXiv:1911.01547). arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.1911.01547 §
  • Chollet, F. (2021). Deep learning with Python (2nd ed.). Manning Publications. §
  • Hume, D. (2007). An enquiry concerning human understanding (P. Millican, Ed.). Oxford University Press. (Original work published 1748) §
  • Witten, I. H., Frank, E., Hall, M. A., & Pal, C. J. (2017). Data mining: Practical machine learning tools and techniques (4th ed.). Morgan Kaufmann. https://doi.org/10.1016/C2015-0-02071-8 §