La humanidad ha pasado por tres revoluciones industriales y ahora está viviendo la cuarta. La primera (1784), con la producción mecánica, los ferrocarriles y la potencia del vapor; la segunda (1870), con la producción en masa, la energía eléctrica y el advenimiento de la línea de ensamblaje; la tercera (1969), con la producción automatizada y el uso de la electrónica y las computadoras; y ahora, la cuarta revolución, que viene cargada con una explosión de la inteligencia artificial (IA), los datos masivos (big data), la robótica y otras cosas más.

En el contexto de la educación hay un interés creciente en la utilización de la IA para realizar dos cosas. En primer lugar, mediante la IA se puede lograr el aprendizaje adaptativo que denomino "aprendizaje a la carta". El sistema inteligente aprende con los datos de su interacción con los estudiantes y ajusta los materiales, las evaluaciones y la ruta de enseñanza, de acuerdo con las necesidades particulares de cada estudiante. En segundo lugar, la IA -debajo del paraguas de la ciencia de datos (que es la ciencia que estudia la extracción de conocimiento de los datos)-, es el vehículo para lograr que las instituciones educativas pasen de un análisis descriptivo y diagnóstico del pasado, a un análisis predictivo (¿qué ocurrirá en el futuro?) y prescriptivo (¿qué hacer ahora acerca de lo que ocurrirá en el futuro?).

La UNESCO menciona que la integración sistemática de la IA en la educación tiene la capacidad de hacer frente a algunos de los mayores desafíos de la educación de hoy en día, de elaborar prácticas de enseñanza y aprendizaje innovadoras, y finalmente, de acelerar el avance hacia la consecución del cuarto objetivo de desarrollo sustentable de la ONU: una educación de calidad [UNESCO, n.d.]. Por otra parte, en un artículo de The New York Times titulado "Las máquinas están aprendiendo, y así lo hacen los estudiantes" [Smith, 2019], se menciona que la IA está comenzando a asumir tareas repetitivas en las aulas, como la calificación, y está optimizando los cursos y revolucionando la preparación para los exámenes de ingreso a la universidad. Asimismo, en un artículo del año pasado en Forbes se resalta el papel del aprendizaje automático, un área de la IA para la "híper-personalización" del aprendizaje de cada estudiante [Schmelzar, 2019]. Este artículo menciona que, para el año 2024, se espera que más del 47% de las herramientas de gestión del aprendizaje estén habilitadas con capacidades de IA. No obstante, aunque hay un alto interés entre los educadores en la utilización de la IA en la educación, en un artículo publicado en el MIT Technology Review, se resalta que la mayoría de las instituciones educativas carecen de una estrategia de datos o de medidas prácticas para la aplicación de la IA en el quehacer educativo [Ayoub, 2020].

Con el fin de profundizar en la relación de la IA con la educación, revisé la literatura al respecto en Scopus, una base de datos bibliográfica de resúmenes y citas de artículos de revistas científicas. Específicamente, busqué las palabras "artificial intelligence" y "education" y encontré 11,747 documentos de 1970 al año 2020. Brasil es el único país latinoamericano que figura entre los primeros 15 países con trabajos de investigación que cubren estas dos áreas, ocupando el puesto 11. Al tomar únicamente los países latinoamericanos, México figura en el segundo lugar después de Brasil. Los artículos están enfocados ampliamente en las áreas de ciencias de la computación, la ingeniería y las matemáticas.

La Figura 1 muestra un árbol con los temas más relevantes en los artículos científicos que relacionan la IA con la educación. En este caso, solamente tomé los artículos de 2018-2020. El tamaño de los cuadros sirve para indicar el interés de los temas en los artículos.

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Figura 1. Árbol de palabras de los artículos que cubren los temas "artificial intelligence" y "education" en Scopus de 2018-2020


Con el fin de facilitar la comprensión de la literatura encontrada, también realicé el análisis factorial de los artículos y el resultado se muestra en la Figura 2. En esta imagen se pueden observar: 1) las aproximaciones de IA que se han utilizado en investigaciones relacionadas con la educación, tales como el aprendizaje profundo (deep learning), el aprendizaje automático (machine learning) y las redes neuronales artificiales (artificial neural networks); 2) otras aproximaciones tecnológicas relacionadas, tales como la robótica (robotics), los datos masivos (big data), la realidad virtual (virtual reality), la Internet de las Cosas (Internet of Things) y la ingeniería de software (software engineering); 3) las áreas educativas de aplicación de la IA, tales como la enseñanza asistida por computadoras (computer aided instruction) y el aprendizaje activo (active learning); y 4) un claro interés por la enseñanza médica (medical education) dentro del contexto de la medicina profunda en la práctica clínica (clinical practice).


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Figura 2. Dendograma de temas de los artículos que cubren los temas "artificial intelligence" y "education" en Scopus de 2018-2020



Como se evidencia en la literatura y en la práctica, en la actualidad contamos con un ecosistema sólido y de rápido crecimiento en IA. Asimismo, contamos con aproximaciones tecnológicas subyacentes de apoyo a la IA, tales como las relacionadas con los datos masivos. Nuestra tarea consiste entonces en conectar las tecnologías disponibles a los problemas actuales en los sistemas educativos y dichas conexiones deben surgir de forma natural, evitando aplicaciones forzadas.

Después de este análisis sobre el tema, me gustaría dejar dos preguntas para docentes y alumnos de las diversas instituciones educativas: ¿Qué problemas crees que se podrían solucionar con la IA tanto en tu universidad como en otras instituciones? ¿Qué conexiones podrían surgir entre estos problemas, la IA y otras tecnologías subyacentes? Las respuestas a estas preguntas son clave, pues nos llevarán a movernos como sistema educativo a la cuarta revolución.

Referencias

  1. UNESCO (n.d.). La inteligencia artificial en la educación. Tomado de https://es.unesco.org/themes/tic-educacion/inteligencia-artificial
  2. Smith, C.S. (2020). The machines are learning, and so are the students. Tomado de https://www.nytimes.com/2019/12/18/education/artificial-intelligence-tutors-teachers.html.
  3. Schmelzar, R. (2019). AI applications in education. Tomado de https://www.forbes.com/sites/cognitiveworld/2019/07/12/ai-applications-in-education/#586b2e2e62a3
  4. Ayoub, A. (2020). Unleashing the power of AI for education. Tomado de https://www.technologyreview.com/2020/03/04/905535/unleashing-the-power-of-ai-for-education/