E021_Cadena de pensamiento. Desbloqueando el razonamiento de la IA
Ep. 21

E021_Cadena de pensamiento. Desbloqueando el razonamiento de la IA

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Episode description

¿Alguna vez te has preguntado cómo lograr que una Inteligencia Artificial no solo responda, sino que realmente razone ante problemas complejos? 🧠✨ En este episodio desglosamos el influyente paper “Chain-of-Thought Prompting Elicits Reasoning in Large Language Models”. Exploraremos cómo una técnica sorprendentemente sencilla —generar una ““cadena de pensamiento”” o una serie de pasos intermedios de razonamiento 🔗— permite que los modelos de lenguaje grandes (LLMs) desbloqueen habilidades cognitivas que parecían fuera de su alcance, mejorando drásticamente su rendimiento en tareas de lógica, aritmética y sentido común. Los resultados son impactantes: descubre cómo un modelo de 540B parámetros, utilizando tan solo 8 ejemplos de esta técnica, logró superar el rendimiento del state-of-the-art (incluso a un GPT-3 con finetuning) en el desafiante benchmark de problemas matemáticos GSM8K 📊. Analizaremos por qué mostrar el ““proceso mental”” marca la diferencia entre una alucinación y el éxito absoluto en tareas simbólicas. ¡Dale al play ▶️ para entender la estrategia esencial que cambió la forma en que hacemos prompt engineering! 🚀 Fuentes: • Paper Original: Chain-of-Thought Prompting Elicits Reasoning in Large Language Models (Wei et al., 2022)

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Buenas, esto es BIMPRAXIS, el podcast donde el BIM se encuentra con la inteligencia artificial.

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Exploramos la ciencia, la tecnología y el futuro desde el enfoque de la arquitectura, ingeniería y construcción.

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¡Empezamos!

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Bienvenidos a un nuevo análisis en profundidad de BIMPRAXIS.

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Hoy llegamos al séptimo episodio de nuestra serie especial, los papers que cambiaron la historia de la IA.

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Y el que tenemos sobre la mesa es uno de mis favoritos, porque es la personificación de la elegancia y la simplicidad.

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A primera vista parece proponer una idea casi de niño peteño, vamos, de puro sentido común,

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pero su impacto fue tan brutal que reconfiguró por completo nuestra relación con los grandes modelos de lenguaje

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y sobre todo nuestra comprensión de su capacidad para...

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Bueno, para pensar.

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El documento en cuestión es el que se publicó en Archive con el identificador 2201.11903.

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El título es Chain of Thought Prompting Elicits Reasoning in Large Language Models,

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o, en un español más de andar por casa.

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Provocar una cadena de pensamientos saca a la luz el razonamiento en los grandes modelos de lenguaje.

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El autor principal es Jason Wei, con un equipo de investigadores de Google.

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Nuestra misión hoy es entender por qué esta idea...

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que parece tan obvia vista ahora, fue una auténtica revolución.

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¿Qué es exactamente una cadena de pensamiento?

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¿Y cómo es posible que un simple truco en la forma de preguntar desbloqueara un potencial que ni sus creadores sabían que estaba ahí?

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Vale, pues vamos al lío.

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Para empezar, situémonos un poco.

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Justo antes de este paper, a principios de 2022, ¿cuál era el gran problema que tenían los modelos de lenguaje?

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El gran problema, la gran barrera, era el razonamiento en varios pasos.

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Piénsalo así.

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Teníamos modelos que eran como...

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como estudiantes increíblemente brillantes que se habían memorizado toda la biblioteca.

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Pero que nunca habían aprendido a resolver un problema desde cero.

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Podían recitarte la obra completa de Shakespeare o escribirte un correo electrónico perfecto.

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Eran unos imitadores fantásticos.

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Unos loros elocuentes, por así decirlo.

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Exacto. Unos loros con un vocabulario infinito.

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Pero si les planteabas un problema matemático sencillo que no hubieran visto antes,

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algo como...

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Juan tiene cinco cajas de lápices.

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Cada caja tiene doce lápices.

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Si le da tres a María, ¿cuántos le quedan?

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Ahí el modelo se perdía.

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A menudo te daba una respuesta final que parecía plausible, pero...

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pero estaba mal.

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Y lo peor es que no tenías ni idea de por qué había fallado.

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Porque su proceso de razonamiento era una caja negra, ¿no?

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Simplemente escupía un resultado.

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Precisamente.

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El método estándar de Prompting era...

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Tú das una pregunta y esperas una respuesta directa.

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O sea, pregunta-respuesta.

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Para cualquier tarea que requeriera una secuencia lógica, aritmética,

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problemas de sentido común, planificación,

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esto era como chocar contra un muro.

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No estaban diseñados para mostrar su trabajo, por así decirlo.

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Simplemente intentaban adivinar el siguiente trozo de texto más probable.

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Y a menudo el resultado final era una simple asociación estadística,

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no una deducción lógica.

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Era muy frustrante para los investigadores.

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Vale. El escenario está claro.

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Tenemos genios de la imitación que son un desastre en lógica básica.

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Y entonces llega este equipo de Google, liderado por Jason Wei,

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con una propuesta que, como decía, parece casi demasiado simple para ser verdad.

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Es que lo es. Y eso es lo genial.

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La idea, como la describen en el abstract, es de una intuición aplastante.

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En lugar de darle al modelo solo ejemplos de pregunta-respuesta,

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decidieron darle ejemplos mucho más ricos.

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O sea, pregunta, paso de razonamiento 1, paso de razonamiento 2, punto, punto, punto, respuesta final.

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Es como enseñar a un niño a resolver un problema para un examen.

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No le dices simplemente, la respuesta es 42.

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Le enseñas el tamino.

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Le dices, a ver, primero, lee bien el enunciado.

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Segundo, identifica los datos que tienes.

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Tercero, plantea la ecuación.

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Le enseñas el proceso, no solo la solución.

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Me gusta mucho esa analogía porque es perfecta.

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Y lo más fascinante es que no solo le enseñas el proceso, es que le obligas a escribirlo.

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El simple acto de forzar al modelo a generar esos pasos intermedios,

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a verbalizar su cadena de pensamiento,

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parece que es lo que activa las conexiones neuronales necesarias para estructurar el problema de forma lógica.

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No es una modificación del modelo, es una técnica de enseñanza.

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Un momento, y esto es clave.

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¿Me estás diciendo que no tuvieron que reentredar el modelo ni tocar su arquitectura?

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Nada, cero.

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Y esa es la magia de este enfoque que ellos llaman Chain of Thought Prompting.

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Es un método que se aplica en el momento de la inferencia,

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es decir, cuando le haces la pregunta.

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Simplemente, en el prompt inicial, le incluyes unos pocos ejemplos,

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lo que se llama Few Shot Learning,

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y en esos ejemplos le demuestras cómo se razona.

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Le dices, mira, para este tipo de problemas, así es como se piensa.

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Y el modelo, al ver esos ejemplos, aprende a imitar, no solo la respuesta, sino el proceso de razonamiento.

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Pero en el paper, hacen una distinción muy importante.

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Esto no funciona con cualquier modelo.

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No, y ese es uno de los descubrimientos más profundos del estudio.

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Esta habilidad para razonar, sin embargo, no funciona con cualquier modelo.

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No, y ese es uno de los descubrimientos más profundos del estudio.

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Esta habilidad para razonar, sin embargo, no funciona con cualquier modelo.

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Esta habilidad para razonar, sin embargo, no funciona con cualquier modelo.

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Para razonar, siguiendo una cadena de pensamiento,

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es lo que ellos llaman una propiedad emergente de los modelos a gran escala.

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Es decir, es una capacidad que no existe o es muy débil en modelos pequeños,

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pero que emerge de forma natural y muy robusta cuando el modelo supera un cierto umbral de tamaño.

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En este caso, en torno a los 100.000 millones de parámetros.

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O sea, es como si los modelos más pequeños no tuvieran suficiente espacio mental para desarrollar esta habilidad latente.

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Es una buena forma de verlo, sí.

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Es como si intentaras ejecutar un videojuego de última generación en un ordenador de hace 20 años.

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Simplemente, el hardware no da para más.

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La capacidad estaba ahí, latente en los grandes modelos, como un músico dormido.

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Y la cadena de pensamiento fue la melodía que lo despertó.

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Nadie había probado a pedirle que pensara en voz alta.

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Los del paper una se queda boquiabierta.

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Los propios autores dicen que los resultados son sorprendentes.

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Y se quedan cortos. Son espectaculares.

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El experimento que lo cambió todo fue el que hicieron con el Benchmark GSM-8K.

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Espera, para quien no lo conozca, ¿qué tipo de problemas hay en ese Benchmark?

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¿Son sumas y restas sencillas?

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No, no, para nada. GSM-8K son las siglas de Grade School Math 8K.

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Y es un conjunto de unos 8.000 problemas matemáticos.

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De nivel de primaria o secundaria, pero no son ecuaciones simples.

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Son problemas narrativos. De esos que ocupan varias frases y te obligan a pensar, ¿sabes?

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Ajá.

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De ese tipo, una panadera horneó 4 tartas de manzana y 3 de cereza.

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Si cada tarta se corta en 8 porciones y vende 25 porciones en total, ¿cuántas porciones le quedan?

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Requieren múltiples pasos lógicos.

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Entendido. Son problemas que un adolescente podría tener que pararse a pensar. No es trivial.

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¿Y qué pasó?

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Pues aquí viene lo bueno. Cogieron su modelo más grande, de 540.000 millones de parámetros.

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Simplemente 8 ejemplos. Solo 8. Demostraciones de problemas resueltos con la técnica de cadena de pensamiento.

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Y con solo eso, el modelo no solo mejoró, sino que alcanzó un rendimiento de vanguardia en ese benchmark,

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superando a modelos que habían sido entrenados específicamente para esa tarea.

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Un momento. Que procese esto. Con solo 8 ejemplos, en el prompt,

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superaron a un modelo que había sido modificado y reentrenado de forma específica y costosa para resolver problemas matemáticos.

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Eso suena casi a trampa.

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Suena a magia. Pero es ciencia. De hecho, el paper destaca que su resultado superó a un modelo como GPT-3

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que había sido ajustado finamente, lo que se conoce como Fine Tuning,

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y que además usaba un verificador externo para comprobar las respuestas.

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Para que quede claro para todo el mundo, cuando hablamos de Fine Tuning o ajuste fino,

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nos referimos a un proceso caro y complejo de reentrenamiento, ¿verdad?

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Es como llevar el coche al taller.

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¿O llevar el coche al taller para modificar el motor y prepararlo para una carrera?

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Es una analogía perfecta. El Fine Tuning es eso.

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Abrir el capó, cambiar piezas, optimizar el motor para un circuito específico.

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Requiere muchísimos datos de entrenamiento, un coste computacional enorme y semanas de trabajo.

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Es un proceso industrial, vamos.

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En cambio, el prompting de cadena de pensamiento es simplemente aprender una nueva técnica para conducir ese mismo coche, sin tocarle un solo tornillo.

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Es descubrir que si tomas las curvas de una manera determinada, eres más rápido que el coche tuneado.

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Entonces, ¿qué significa todo esto?

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Porque las implicaciones son enormes.

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Significa que descubríos que la forma en que pedimos las cosas,

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la forma en que conversamos con la IA, es tan importante como la propia herramienta.

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Completamente. Este paper provocó un cambio sísmico en la comunidad de IA.

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Demostró que no todo consistía en una carrera armamentística de hardware,

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demostró que no todo consistía en una carrera armamentística de hardware,

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sino que había que construir los más y más grandes y alimentarlos con más y más datos.

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También había un camino de eficiencia, de inteligencia en la interacción.

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Fue la validación definitiva del campo que hoy conocemos como Ingeniería de Prompts.

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Pasamos de una carrera de fuerza bruta a una de astucia, por así decirlo.

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Precisamente.

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De repente, un investigador avispado con una buena idea sobre cómo hablar con el modelo

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podía obtener mejores resultados que un gran laboratorio con recursos masivos para hacer fine tuning.

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En cierto modo, niveló el campo de juego.

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Democratizó el acceso a un razonamiento de IA más avanzado.

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Porque la barrera de entrada ya no era sólo tener la máquina más potente,

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sino también tener la mejor idea sobre cómo usarla.

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Recuerdo perfectamente la sensación en la comunidad cuando se publicaron estos resultados.

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Hubo un silencio. Y luego una especie de clic colectivo.

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Alguien dijo, hemos estado haciendo esto mal todo este tiempo.

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Fue un gran momento de humildad.

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Y es una idea que vemos hoy en todas partes.

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Cuando usamos un asistente de IA y le pedimos, explícame esto paso a paso o razona tu respuesta,

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estamos usando un descendiente directo de la técnica que Jason Wei y su equipo presentaron en este paper.

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Se publicó originalmente a principios de 2022, justo en el epicentro de la explosión de la IA generativa.

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Y es una de las piezas clave para entenderlo.

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Por qué los modelos actuales son capaces de hacer lo que hacen.

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Absolutamente. Es uno de los pilares sobre los que se construyen las asombrosas capacidades que vemos hoy.

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La idea de que el razonamiento no es algo que el modelo sabe de forma estática,

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sino algo que hace de forma dinámica cuando se le pida de la manera correcta.

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Es una distinción sutil, pero increíblemente poderosa.

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Resumiendo, si tuviéramos que destilar las ideas clave de este análisis, ¿cuáles serían?

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Yo diría que son tres.

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La primera, los grandes modelos de lenguaje, a partir de cierto tamaño,

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poseen capacidades de razonamiento latentes dormidas.

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La segunda, la técnica de prompting de cadena de pensamiento es la llave que despierta esas capacidades,

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al forzar al modelo a pensar paso a paso.

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Y la tercera, y más importante, este método tan simple demostró ser más eficaz para ciertas tareas

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que técnicas mucho más complejas y costosas.

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Y eso cambió el foco de la investigación.

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Desde la pura escala, hacia la inteligencia en la interacción humana y alta.

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Es una pasada pensar en cómo una idea tan intuitiva pudo tener un efecto dominó tan grande.

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Nos deja con una idea fascinante sobre cómo desbloquear el potencial oculto,

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no sólo en máquinas, sino quizás en muchos otros sistemas.

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Y si esta idea de descubrir habilidades ocultas os parece interesante,

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no os podéis ni imaginar lo que se espera mañana.

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Continuaremos la serie con otro paper que abrió una puerta que muchos en el campo de la tecnología,

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pensaban que estaba cerrada, con llave para siempre.

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Os aseguro que nos dejará indiferentes.

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Y para reflexionar hasta entonces, este trabajo nos deja con una pregunta casi filosófica.

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Si una simple reestructuración de una petición, un simple cambio en la forma de conversar,

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puede desbloquear una capacidad tan compleja y humana como es el razonamiento,

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¿qué otras sinfonías podrían estar esperando dentro de estas máquinas, dormidas,

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aguardando simplemente a que el director de orquesta adecuado les pida que empiecen a tocar?

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¿Qué otras sinfonías podrían estar esperando dentro de estas máquinas, dormidas,

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aguardando simplemente a que el director de orquesta adecuado les pida que empiecen a tocar?

12:53

Y hasta aquí el episodio de hoy, muchas gracias por tu atención.

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Y hasta aquí el episodio de hoy, muchas gracias por tu atención.

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Esto es BIMPRAXIS, nos escuchamos en el próximo episodio.