Un grupo de investigadores ha dado un paso revolucionario en el estudio de cómo los niños pequeños aprenden a asociar palabras con objetos y conceptos visuales. Tradicionalmente, este proceso de aprendizaje del lenguaje se ha explorado en entornos controlados de laboratorio, lo que limitaba la comprensión de cómo sucedía en el mundo real. Sin embargo, el equipo liderado por Vong et al. abordó esta cuestión de una manera innovadora mediante el uso de un casco con cámara, que captura las experiencias visuales en primera persona de un bebé mientras interactuaba en su entorno natural.
¿Puede aprender una inteligencia artificial del mismo modo que un bebé?
El estudio aplicó técnicas de aprendizaje automático para desarrollar un modelo llamado "Child's View for Contrastive Learning" (CVCL). Este modelo asocia los fotogramas de vídeo con las palabras que escucha el niño, creando un espacio combinado de representación entre imágenes y palabras. El CVCL no solo agrupa conceptos visuales similares, como "rompecabezas", sino que también los organiza en subcategorías, diferenciando, por ejemplo, entre rompecabezas de animales y del alfabeto. Este avance marca un hito importante, ya que, hasta ahora, la investigación sobre la adquisición temprana del lenguaje se había basado en gran medida en estudios limitados a entornos controlados, lo que dificultaba comprender cómo los niños aprenden en contextos cotidianos.
El coordinador del estudio publicado en la revista Science, es Wai Keen Vong, doctor en psicología y ciencia computacional, y en él explica que “Los grandes sistemas de IA se entrenan y funcionan gracias a una cantidad de datos astronómica. Hablamos de miles de millones de palabras para poder desarrollar un sistema de lenguaje”. “Sin embargo, los humanos necesitan solo unos pocos miles de palabras para alcanzar un sistema de comunicación eficiente”, añade. Partiendo de esta información, surgió el interés en investigar si una IA podría aprender a hablar del mismo modo que los niños: observando el entorno, escuchando a las personas que es cuidan y conectando puntos entre lo que observan y escuchan."
Aprender como los bebés
Desde el nacimiento, los bebés comienzan a recibir estímulos visuales y auditivos que son fundamentales para el desarrollo del lenguaje. Entre los seis y nueve meses, los niños empiezan a asociar sonidos con objetos y conceptos, y para los dos años, ya manejan un vocabulario de aproximadamente 300 palabras. El estudio buscó entender cómo se desarrolla este proceso analizando 61 horas de grabaciones de la vida cotidiana de un niño llamado Sam, que llevó un casco con cámara de los seis meses hasta los 25. Aunque el casco grababa solo el 1% del tiempo que Sam estaba despierto, proporcionó cientos de imágenes que reflejaban lo que el niño veía, junto con las palabras pronunciadas por sus familiares.
La grabación capturaba interacciones naturales, como cuando Sam veía una cuchara durante la comida y escuchaba a su madre mencionarla. Sin embargo, los investigadores destacan que la mayoría del tiempo los padres no etiquetan explícitamente los objetos, lo que añade complejidad al proceso de aprendizaje, ya que el niño debe deducir qué palabra corresponde a cada uno de los objetos de su entorno.
El modelo CVCL fue entrenado con 64 categorías visuales y las transcripciones de las palabras que Sam escuchaba. A pesar de la limitada cantidad de datos, el modelo logró identificar los objetos con una precisión del 61.6%, incluso cuando se le presentaron imágenes nuevas que no estaban incluidas en el entrenamiento inicial. Esto demuestra que es posible aprender a asociar imágenes y palabras utilizando solo estímulos visuales y auditivos.
Este enfoque combina el aprendizaje asociativo y de representación, proporcionando una nueva perspectiva sobre el desarrollo del lenguaje en contextos naturales y llenando vacíos en las teorías existentes. Aunque el estudio tiene limitaciones, como el hecho de usar grabaciones de un solo niño y transcripciones en lugar de voz directa, ofrece una valiosísima información para entender el proceso de los niños al adquirir su vocabulario y cómo las tecnologías de inteligencia artificial pueden replicar estos procesos de aprendizaje. El avance en este campo podría tener implicaciones muy significativas tanto para la investigación del desarrollo infantil como para el diseño de tecnologías educativas.
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