Innovación & Emprendimiento
Se necesita mucha energía para que las máquinas aprendan: aquí está la razón por la que la IA está tan hambrienta de energía
Este mes, Google expulsó a una destacada investigadora de ética en inteligencia artificial después de que ella expresó su frustración con la compañía por obligarla a retirar un trabajo de investigación . El documento señaló los riesgos de la inteligencia artificial de procesamiento del lenguaje, el tipo que se usa en la Búsqueda de Google y otros productos de análisis de texto.
Entre los riesgos se encuentra la gran huella de carbono de desarrollar este tipo de tecnología de IA. Según algunas estimaciones , entrenar un modelo de IA genera tantas emisiones de carbono como se necesitan para construir y conducir cinco automóviles durante su vida útil.
Soy un investigador que estudia y desarrolla modelos de IA , y estoy muy familiarizado con los costos energéticos y financieros que se disparan de la investigación de la IA. ¿Por qué los modelos de IA se han vuelto tan hambrientos de energía y en qué se diferencian de la computación tradicional del centro de datos?
El entrenamiento de hoy es ineficiente
Los trabajos tradicionales de procesamiento de datos realizados en centros de datos incluyen transmisión de video, correo electrónico y redes sociales. La IA es más computacionalmente intensiva porque necesita leer una gran cantidad de datos hasta que aprende a comprenderlos, es decir, se entrena.
Esta formación es muy ineficaz en comparación con la forma en que aprende la gente. La IA moderna utiliza redes neuronales artificiales , que son cálculos matemáticos que imitan las neuronas del cerebro humano. La fuerza de conexión de cada neurona con su vecina es un parámetro de la red llamado peso. Para aprender a entender el lenguaje, la red comienza con pesos aleatorios y los ajusta hasta que el resultado coincide con la respuesta correcta.
Cómo funcionan las redes neuronales artificiales.
Una forma común de entrenar una red de idiomas es alimentarla con mucho texto de sitios web como Wikipedia y medios de comunicación con algunas de las palabras enmascaradas y pedirle que adivine las palabras enmascaradas. Un ejemplo es «mi perro es lindo», con la palabra «lindo» enmascarada. Inicialmente, el modelo los equivoca todos, pero, después de muchas rondas de ajuste, los pesos de conexión comienzan a cambiar y a captar patrones en los datos. La red eventualmente se vuelve precisa.
Un modelo reciente llamado Representaciones de codificador bidireccional de Transformers (BERT) utilizó 3.300 millones de palabras de libros en inglés y artículos de Wikipedia. Además, durante el entrenamiento, BERT leyó este conjunto de datos no una vez, sino 40 veces. En comparación, un niño promedio que aprende a hablar podría escuchar 45 millones de palabras a los cinco años, 3,000 veces menos que BERT.
Buscando la estructura adecuada
Lo que hace que la construcción de modelos de lenguaje sea aún más costosa es que este proceso de capacitación ocurre muchas veces durante el curso del desarrollo. Esto se debe a que los investigadores quieren encontrar la mejor estructura para la red: cuántas neuronas, cuántas conexiones entre neuronas, qué tan rápido deben cambiar los parámetros durante el aprendizaje, etc. Cuantas más combinaciones intenten, mayores serán las posibilidades de que la red logre una alta precisión. Los cerebros humanos, por el contrario, no necesitan encontrar una estructura óptima; vienen con una estructura prediseñada que ha sido perfeccionada por la evolución.
A medida que las empresas y los académicos compiten en el espacio de la IA, existe la presión para mejorar el estado del arte. Incluso lograr una mejora del 1% en la precisión en tareas difíciles como la traducción automática se considera significativo y conduce a una buena publicidad y mejores productos. Pero para obtener esa mejora del 1%, un investigador podría entrenar el modelo miles de veces, cada vez con una estructura diferente, hasta encontrar la mejor.
Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst calcularon el costo energético de desarrollar modelos de lenguaje de IA midiendo el consumo de energía del hardware común utilizado durante el entrenamiento. Descubrieron que entrenar BERT una vez tiene la huella de carbono de un pasajero que vuela de ida y vuelta entre Nueva York y San Francisco. Sin embargo, al buscar usando diferentes estructuras, es decir, al entrenar el algoritmo varias veces en los datos con números ligeramente diferentes de neuronas, conexiones y otros parámetros, el costo se convirtió en el equivalente a 315 pasajeros, o un avión 747 completo.
Más grande y más caliente
Los modelos de inteligencia artificial también son mucho más grandes de lo necesario y se hacen más grandes cada año. Un modelo de lenguaje más reciente similar a BERT, llamado GPT-2 , tiene 1.500 millones de pesos en su red. GPT-3, que causó revuelo este año debido a su alta precisión, tiene 175 mil millones de pesos.
Los investigadores descubrieron que tener redes más grandes conduce a una mejor precisión, incluso si solo una pequeña fracción de la red termina siendo útil. Algo similar sucede en el cerebro de los niños cuando primero se agregan y luego se reducen las conexiones neuronales , pero el cerebro biológico es mucho más eficiente energéticamente que las computadoras.
Los modelos de IA están entrenados en hardware especializado como unidades de procesador de gráficos, que consumen más energía que las CPU tradicionales. Si posee una computadora portátil para juegos, probablemente tenga una de estas unidades de procesador de gráficos para crear gráficos avanzados para, por ejemplo, jugar Minecraft RTX. También puede notar que generan mucho más calor que las computadoras portátiles normales.
Todo esto significa que el desarrollo de modelos avanzados de IA se suma a una gran huella de carbono. A menos que cambiemos a fuentes de energía 100% renovables, el progreso de la IA puede estar en desacuerdo con los objetivos de reducir las emisiones de efecto invernadero y ralentizar el cambio climático. El costo financiero del desarrollo también se está volviendo tan alto que solo unos pocos laboratorios selectos pueden permitírselo, y serán ellos quienes establezcan la agenda para qué tipos de modelos de IA se desarrollan.
Haciendo más con menos
¿Qué significa esto para el futuro de la investigación de la IA? Puede que las cosas no sean tan sombrías como parecen. El costo de la capacitación podría reducirse a medida que se inventen métodos de capacitación más eficientes. De manera similar, aunque se predijo que el uso de energía del centro de datos aumentaría enormemente en los últimos años, esto no ha sucedido debido a las mejoras en la eficiencia del centro de datos, hardware más eficiente y refrigeración.
También existe una compensación entre el costo de entrenar los modelos y el costo de usarlos, por lo que gastar más energía en el tiempo de entrenamiento para crear un modelo más pequeño en realidad podría hacer que su uso sea más económico. Debido a que un modelo se utilizará muchas veces durante su vida útil, eso puede suponer un gran ahorro de energía.
En la investigación de mi laboratorio , hemos estado buscando formas de hacer que los modelos de IA sean más pequeños compartiendo pesos o usando los mismos pesos en varias partes de la red. Llamamos a estas redes de cambiaformas porque un pequeño conjunto de pesos se puede reconfigurar en una red más grande de cualquier forma o estructura. Otros investigadores han demostrado que compartir el peso tiene un mejor rendimiento en la misma cantidad de tiempo de entrenamiento.
De cara al futuro, la comunidad de la IA debería invertir más en el desarrollo de planes de formación energéticamente eficientes. De lo contrario, se corre el riesgo de que la IA sea dominada por unos pocos que pueden permitirse establecer la agenda, incluidos los tipos de modelos que se desarrollan, los tipos de datos que se utilizan para entrenarlos y para qué se utilizan los modelos.
Fuente/The Conversation Chile Desarrollo Sustentable www.chiledesarrollosustentable.cl www.facebook.com/pg/ChiledesarrollosustentableCDS twitter.com/CDSustentable #CDSustentable,#Sostenible #DesarrolloSostenible #MedioAmbiente,#ECOXXI
Conversación
EtMday 2024: CHILE SE POSICIONA COMO LÍDER EN INNOVACIÓN Y EMPRENDIMIENTO EN LATINOAMÉRICA
Innovación
COP29: Chile lidera lanzamiento de pionera plataforma global para implementar tecnologías limpias
El anuncio lo hizo la ministra del Medio Ambiente, Maisa Rojas, luego de la segunda reunión del Climate Club, a la que asistió en representación del Presidente Gabriel Boric. La plataforma -operativa a partir de hoy- actúa como un puente entre las solicitudes de asistencia de economías emergentes y en desarrollo que quieren potenciar el desarrollo industrial verde, con recursos técnicos y financieros existentes o nuevos para llevar adelante el crecimiento limpio.
En el marco de la Cumbre de Líderes Mundiales para la Acción Climática (WLCAS) que se realiza en COP 29, la Ministra del Medio Ambiente de Chile, Maisa Rojas, representó al Presidente de la República, Gabriel Boric en la segunda reunión del Club del Clima, instancia presidida por los gobiernos de Chile y de Alemania que cuenta con la participación de líderes de 44 países, y que desde hace un año coordina acciones internacionales para promover la inversión verde y acelerar la descarbonización de la industria pesada, responsable de producir materiales y bienes que se comercializan intensamente en todo el mundo, y que generan una cuarta parte de las emisiones globales que tanto inciden en la crisis del cambio climático.
En ese contexto y considerando los objetivos del Acuerdo de París, la secretaria de Estado -que encabezó el encuentro junto a Anna Lührmann, Ministra de Estado en el Ministerio Federal de Relaciones Exteriores de Alemania-, anunció el lanzamiento de una pionera plataforma global de gestión. Se llama Global Matchmaking Platform y tiene como objetivo facilitar a los países miembros del club como a los que no, el acceso a recursos técnicos y financieros internacionales que les permitan a las economías emergentes y en desarrollo implementar tecnologías y prácticas que reduzcan emisiones de carbono de manera más efectiva. Esto incluye asistencia para incorporar la descarbonización industrial en el diseño de las Contribuciones Determinadas a Nivel Nacional (NDCs), asegurando que las políticas climáticas sean ambiciosas y coherentes a nivel global.
La ministra Rojas señaló que la plataforma está operativa desde hoy y actuará como un puente entre las solicitudes de las economías en desarrollo y emergentes y la oferta de apoyo de proveedores. De hecho, varios países ya han expresado interés en la Plataforma, con 7 proyectos piloto iniciales siendo explorados por Chile, Colombia, Indonesia, Kenia y Marruecos, entre otros.
“La puesta en marcha de la Global Matchmaking Platform representa un paso significativo hacia un futuro más sostenible y equitativo porque no solo ayudará a reducir las emisiones globales, sino que también fomentará el crecimiento económico verde y la creación de empleos de calidad en las economías emergentes y en desarrollo”, destacó Maisa Rojas en Baku.
El Club del Clima que nació en la COP28 de Dubai en 2023, hizo un llamado a su red de socios, la comunidad de donantes, financiadores e inversores para que contribuyan con apoyo y asistencia a través de esta Plataforma Global, de manera de fortalecer el camino hacia la neutralidad climática que se aspira conseguir al 2050.
“Muchos países están introduciendo políticas para acelerar una transición industrial limpia, con el fin de mantener el límite de temperatura de 1.5 grados. Sin embargo, existen diferentes niveles de ambición y diseños de instrumentos políticos. El desafío es estandarizar las políticas, de manera que las emisiones globales efectivamente disminuyan. Para eso, promover las inversiones verdes es clave”, señaló la autoridad ambiental chilena.
Luego la ministra Rojas agregó que, si bien “la reducción de emisiones de un sector clave como la industria pesada requiere liderazgo político y determinación, también es fundamental asegurarse de que se proporcionen los recursos adecuados”. “Global Matchmaking Platform apunta a esa dirección porque brinda a los países, acceso a financiamiento y a apoyo técnico en esta materia. El Climate Club ha dedicado parte de su trabajo a preparar la implementación de este espacio, donde los proveedores de apoyo y los países en desarrollo se reunirán para discutir formas de abordar estas necesidades. Esto no es simplemente un plan sino una plataforma que ya está operativa. Invitamos a todos los miembros del Club del Clima, así como a otros países en desarrollo que comparten la visión de la descarbonización industrial, a participar en esta plataforma y acceder a la red de proveedores de apoyo».
La ministra del Medio Ambiente destacó -además- el importante rol que ha cumplido el Club del Clima en apenas un año, así como también el apoyo de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) y la Agencia Internacional de Energía (AIE), entre otras entidades que aúnan los esfuerzos y voluntades de miembros de diversas geografías y etapas de desarrollo, dispuestos a avanzar en la armonización internacional de las normas para los materiales básicos de emisiones casi nulas y bajas para el acero y el cemento.
La segunda reunión del Climate Club terminó con una declaración de sus miembros, quienes se comprometieron a ampliar los mercados líderes para materiales de emisiones casi nulas esta década, con el objetivo de hacer que la producción industrial descarbonizada sea la norma predeterminada para 2030.
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Innovación
STARTUP CHILENA CAPTA HYDRO LLEGA A PERÚ PARA IMPULSAR LA MODERNIZACIÓN HÍDRICA
Con la instalación de su equipo Tnano y la plataforma Amaru, ayudará a los agricultores de la provincia de Lambayeque a tomar decisiones informadas para optimizar el uso de agua en sus cultivos. Su próximo desafío es ingresar a Estados Unidos en 2025.
Capta Hydro, la startup chilena que lidera en soluciones tecnológicas para la gestión de fuentes de agua superficial, ha dado un nuevo paso en su plan de expansión internacional con la implementación de su equipo Tnano y la plataforma Amaru en la Comisión de Usuarios de Agua de la ciudad de Lambayeque, al norte de Perú.
Hasta ahora, las mediciones de caudales en Lambayeque se realizaban manualmente, con métodos que demandaban tiempo, recursos económicos y presentaban altos márgenes de inexactitud. Con la llegada de Capta Hydro, la realidad está cambiando hacia una gestión mucho más precisa y eficiente, lo que ayudará a los agricultores de la provincia a tomar decisiones informadas para optimizar el uso del agua en sus cultivos.
“La tecnología es clave para enfrentar los desafíos del manejo de recursos hídricos en el contexto actual. En este contexto, nuestras soluciones permiten no solo la recolección automática de datos, sino también la visualización en tiempo real, optimizando el proceso completo de monitoreo”, afirma Emilio de la Jara, CEO de Capta Hydro.
Próximo objetivo: Estados Unidos
La entrada de Capta Hydro a Perú refuerza su compromiso con la región y sigue al éxito alcanzado en México, donde la empresa inició su expansión internacional el año pasado, instalando sus equipos en los estados de Sonora, Baja California y San Luis de Potosí.
“Elegimos Perú como nuestro próximo destino debido a su firme compromiso con la modernización de la gestión del agua en el país. Estamos convencidos de que nuestras soluciones pueden aportar un gran valor”, comenta de la Jara.
El equipo Tnano y la plataforma Amaru no solo ofrecen monitoreo de caudales en tiempo real, sino que también permiten el acceso a análisis históricos y reportes automáticos. Estas herramientas están diseñadas para reducir errores humanos y facilitar la toma de decisiones.
Con su consolidación en México y su reciente incursión en Perú, la startup continúa trabajando en su ambiciosa estrategia de expansión. “Nuestro próximo paso es ingresar al mercado estadounidense en 2025, lo cual será un paso clave para la internacionalización de la empresa”, concluyó de la Jara.
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Desarrollo Sostenible
Elegido profesional ambiental del año: EXPERTO EN SOSTENIBILIDAD DAVID SYMONS TRAERÁ EL FUTURO AL ETM DAY
La firma consultora en ingeniería, medio ambiente y sustentabilidad, WSP, trae a Chile a David Symons, líder de su programa Future Ready®, para hablar cómo las empresas tendrán que adaptarse a las tendencias 2050, más allá de la IA: desde condiciones climáticas extremas hasta el envejecimiento de la población.
Además, los visitantes podrán hacer un recorrido virtual por el nuevo Estadio UC, el Telescopio Gigante Magallanes, y otros proyectos.
Para presentar su programa de innovación y sustentabilidad, Future Ready® y los proyectos que ha impulsado a través de este concepto, la empresa de ingeniería y servicios profesionales, WSP, estará presente este 21, 22, y 23 de noviembre en el evento Emprende Tu Mente (EtMDay) en Santiago, un encuentro que pretende unir a emprendedores e innovadores con líderes de distintas industrias.
Future Ready® busca anticipar tendencias de clima, tecnología, recursos naturales y sociedad, para aplicarlas a las soluciones de asesoría que entrega a sus clientes. Para hablar de esto, estará presente como expositor en ETM Day, David Symons, Director de Sostenibilidad de WSP en el Reino Unido, y líder global de este programa. Symons ha trabajado en asesoría de sostenibilidad a empresas y gobiernos durante 30 años. El año 2018 fue reconocido como “Líder del Año” por BusinessGreen.com, y el 2020 con el premio “Profesional Ambiental del Año”. Es integrante de la Comisión de Justicia Ambiental del Instituto de Investigación de Políticas Públicas (IPPR) de Inglaterra, y participa activamente como comentarista en medios de comunicación del Reino Unido como BBC, CNN, Financial Times y The Guardian, entre otros.
El inglés dará una charla el viernes a las 15:00 en EtMDay titulada “Las tendencias de 2050 que tu negocio debe abordar hoy (y no se trata solo de IA)”, donde explicará desde los efectos del cambio climático hasta las nuevas tecnologías que transformarán una sociedad envejecida, y que impulsarán nuevas expectativas para los clientes en el mundo. Symons dará ejemplos de cómo las empresas internacionales se están anticipando hoy a estos escenarios.
“David es un gran expositor, que moviliza a muchos a través de su experiencia en temas de sostenibilidad. A través de su liderazgo en Future Ready®, ha posicionado a WSP con esta iniciativa de clase mundial. En WSP, vamos más allá del reporte ESG, diseñamos con las tendencias Future Ready® en consideración, lo que nos separa de otras compañías, permitiéndonos ayudar a nuestros clientes a enfrentar desafíos críticos como el cambio climático, las transformaciones en el entorno laboral y del talento, la descarbonización, la inversión en infraestructura, la tecnología y la digitalización, entre otros. Nos ponemos en el centro de la creación de proyectos para un mundo resiliente y preparado para el futuro”, explica Juan Ignacio Ríos, Gerente General de WSP en Chile.
Por otra parte, WSP también participará del EtMDay a través de un stand, donde contará con lentes de realidad virtual para visualizar distintos proyectos en los que ha aplicado su metodología Future Ready® al ámbito de la consultoría, especialmente en infraestructura. Entre ellos estará la modernización del Estadio UC, donde a través de la planificación de una estrategia de sustentabilidad, se integraron prácticas como la reducción del consumo de agua, reciclaje de materiales, y la generación de energía a través de paneles fotovoltaicos.
Otro proyecto que será posible ver en el stand de WSP es el Telescopio Magallanes Gigante (GMT por sus siglas en inglés), que se ubicará en el desierto de Atacama, donde la empresa es responsable de la gestión de la construcción, la inspección técnica, las revisiones de ingeniería y constructibilidad, entre otros.
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Innovación
Talento que cruza fronteras: DOS JÓVENES DE PENCO VIAJAN A COMPETENCIA INTERNACIONAL DE ROBÓTICA EN MÉXICO
Dos jóvenes de Penco, que forman parte de la Academia de Robótica Competitiva liderada por la empresa Aclara con apoyo de INACAP Concepción – Talcahuano, participan de la competencia Robomatrix en México.
Dos estudiantes de la comuna de Penco se encuentran en México para participar en la última versión del evento Robomatrix Continental Junior, XIII Liga Latinoamericana de Robótica en Competencia, que se realizará entre el 24 y el 26 de octubre en el estado de Veracruz.
Josefa Beltrán de 14 años, representante del Colegio Queen Elizabeth; y Nicole Valdebenito de 11 años, estudiante de la Escuela República Italia de Penco, viajaron a la ciudad de Xalapa tras obtener el primer lugar en la categoría “Seguidor de Líneas” en la edición previa de la misma competencia, realizada en septiembre en Chillán, Región de Ñuble. En la oportunidad, participaron como parte de la Academia de Robótica Competitiva que impulsa Aclara junto a INACAP Concepción – Talcahuano; instancia que busca potenciar las habilidades y capacidad de innovación de los jóvenes de Penco.
Aprender jugando
El trabajo desarrollado por docentes de INACAP con los niños y jóvenes de Penco que participaron de esta experiencia apuntó a promover los aprendizajes a través del juego. Las piezas de LEGO y la aplicación de conocimientos en programación fueron los principales insumos para que los pequeños, de entre 8 y 16 años, crearan circuitos robotizados.
«A través de la robótica, los estudiantes pueden ver la teoría llevada a la realidad de forma súper concreta y motivante. Lograr eso y ver que genera un impacto positivo en los jóvenes, como es el caso de Josefa y Nicole, nos llena de orgullo como institución», comentó Nicolás von Caprivi, director de Educación Continua Zonal de INACAP.
Fernando Illanes, gerente de Valor Social de Aclara, se refirió al trabajo de la empresa en esta materia. “En Aclara buscamos aportar valor social a las comunidades. En nuestra línea de educación, impulsamos el programa de robótica en Penco para diversificar las opciones educativas de los jóvenes y aportar nuevas oportunidades para un futuro en el que estas tecnologías, ligadas a la aplicación de las tierras raras, serán parte de su día a día”, comentó. Un ejemplo es el uso de estos minerales en los servomotores de los robots, que les permiten hacer funciones como el apagado, encendido y posicionamiento.
La competencia Robomatrix es organizada por la Sociedad Latinoamericana de Ciencia y Tecnología (SOLACYT) y está afiliada a otros importantes eventos en América Latina. En esta nueva versión se enfrentarán más de 160 equipos de México (sede), Perú, Ecuador, Guatemala y Chile.
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