Revista: TECTZAPIC
Revista de divulgación científica y tecnológica. ISSN: 2444-4944


RECONOCIMIENTO DE PATRONES EN LA EDUCACIÓN SUPERIOR, UNA NECESIDAD NO SATISFECHA

Autores e infomación del artículo

R.C. Guevara Calume*

O. Muños Cuartas**

L.F. Zapata Álvarez***

F. Orduña Correa****

Corporación Universitaria Remington, Colombia

Roberto.guevara@uniremingtn.edu.co

RESUMEN

El reconocimiento de patrones (RP) es una de las áreas de estudio de la inteligencia artificial que permite mediante técnicas de identificación de algunas características de los objetos a los que se aplica, realizar la clasificación de conjuntos de caracteres a fin de simular procesos sensoriales humanos como la visión y el habla.  Este estudio se realiza con el fin de justificar un contenido curricular de reconocimiento de patrones en los programas de las universidades para sus facultades de ingeniería, a partir de las múltiples aplicaciones que benefician este tipo de programas y que no sea simplemente una materia optativa en carreras de postgrado de las universidades. 
La búsqueda de información de currículos de reconocimiento de patrones permitirá justificar la importancia que tienen este tipo de técnicas ingenieriles para el desarrollo de procesos académicos y de investigación asociados a la ciencia y la productividad.
PALABRAS CLAVE
reconocimiento, patrones, neuronal, sintáctico, combinatorio.

ABSTRACT
Pattern recognition (RP) is one of the study fields of artificial intelligence that allows for the classification of groups of characteristics to simulate sensory human processes such as vision and speech through feature identification techniques of some of the objects which it is applied to. This study is carried out to justify curricular content of pattern recognition in engineering courses at universities, based on the different applications that could benefit this type of courses and keeping from regarding it merely as an elective subject at the postgraduate course level.
The search for information about pattern recognition curricula will allow justifying the importance of these type of engineering techniques for the development of academic and research processes associated to science and productivity.
KEY WORDS
Recognition, patterns, neuronal, syntactic, combinatorial

Para citar este artículo puede utilizar el siguiente formato:

Guevara Calume, R.C.; Muños Cuartas, O.; Zapata Álvarez, L.F. & Orduña Correa, F. (noviembre de 2017): “Reconocimiento de patrones en la educación superior, una necesidad no satisfecha”, Revista Tectzapic, Vol. 3 No. 2, pág. 75 - 84. En línea: http://www.eumed.net/rev/tectzapic/2017/02/patrones-educacion.html http://hdl.handle.net/20.500.11763/tectzapic1702patrones-educacion


INTRODUCCIÓN

Actualmente el RP se póstula como una ciencia de vital importancia para la formación profesional de todo ingeniero, sin embargo cabe preguntar ¿El reconocimiento de patrones como asignatura, es impartida de forma habitual en los programas de ingeniería?

Son más evidentes las aplicaciones del RP en la solución de problemas prácticos en diversas áreas, quizá por ser esta una disciplina transversal a muchas otras, a pesar del crecimiento de aplicaciones relacionadas, no es una asignatura que esté presente en los contenidos temáticos de pregrado y posgrado. 

METODOLOGÍA
Para responder a la pregunta de origen de la  investigación, se realizó una búsqueda en los planes de estudio en ingeniería relacionados con el RP a nivel universitario, haciendo énfasis en las universidades iberoamericanas.
De acuerdo a Brerenton la revisión literaria se contempla en tres fases principales (1) Planificación, (2) realización y (3) documentación, según (P. Brerenton, 2007).
En este estudio se seguirá en detalle lo propuesto en (Serna, 2015)  para realizar revisiones a la literatura. Para el estudio solo se analizaron universidades que tuvieran facultades de ingeniería y ciencias de la computación, en niveles de pregrado y posgrado, con materias relacionadas y que fueran de tanto de carácter electivas como obligatorias.
TRABAJOS RELACIONADOS
En una búsqueda realizada se pudo referenciar el congreso internacional hecho en Cuba en el año 2003 donde se acordó “la necesidad de implementar la preparación integral de especialistas en RP a partir de su instrumentación como asignatura de pregrado, así como fundamentar la apertura de la Maestría y Doctorado Curricular de la especialidad

  • Definiciones de reconocimiento de patrones como temática académica

Para este estudio el RP debe establecer qué puede ser considerado como una asignatura, solo si se apega dos enfoques, el teórico y el práctico  descritos a continuación

2.1 Enfoque teórico

  • La definición hecha por (Ruiz, 2013) sobre RP busca identificar las propiedades de los objetos físicos y abstractos empleando métodos que permitan extraer la información sobre las propiedades de dichos objetos relacionados..
  • En los objetos físicos hay gran cantidad de propiedades que pueden ser reconocidas a través de técnicas aplicadas por dispositivos computacionales que permiten la extracción de estas características, (Giacomonte, 2012).
  • El ser humano es el mejor reconocedor de patrones, en especial la visión de la persona reconoce y asocia diferentes patrones en fenómenos naturales y físicos. (Seijas, 2011)
  • El RP es el estudio de cómo las maquinas pueden observar el ambiente o entorno, aprender a distinguir patrones de interés a partir de la experiencia, y tomar decisiones razonables con respecto a las categorías a las que pertenecen dichos patrones”.
  • Según  (Vega & Gomez, 2009): “El RP es el reconocimiento de características únicas que identifican un sujeto de los demás de la misma especie.”.

Se establece entonces que una asignatura está relacionada con el RP si puede estar enmarcada dentro de los 5 puntos planteados con anterioridad.

2.2 Enfoque práctico:
El RP ha servido para resolver problemas de manera transversal:

  •  (Betancourt, 2004), Aplicación en medicina, para restaurar el movimiento para personas discapacitadas, captando señales asociadas al movimiento, y usar los patrones para facilitar la construcción de una prótesis.
  • (Catania, 2008), a nivel de las redes de computadoras para RP de trafico de red que se convierte en uno de los componentes fundamentales para la detección de intrusos al interior de la misma.
  • (Fernández, Dago Morales, & Linchenat Dennes, 2009), generando procedimientos alternativos que permitan llevar a cabo la clasificación y el control de calidad de diversos tipos de combustibles de una forma rápida y con el empleo de muestras pequeñas a partir de sus datos espectrales.
  • (Romo, 2007), detección del bacilo Mycobacterium tuberculosis.  Esta técnica permite la descripción estructural o cuantitativa de un objeto de alguna entidad de interés en una imagen a partir del RP de la imagen.
  • (Villegas, Salvatierra, Gubyk, Lugo, & Pacheco, 2008), estableciendo una interfaz entre el cerebro y el computador que permite una clasificación de las distintas tareas mentales cuando un sujeto se encuentra activo. 
  • Enfoques Académicos de reconocimiento de patrones

RESULTADOS

La muestra seleccionada incluyó 400 universidades, de las cuales solo 33 universidades ya sea en pregrado o posgrado ofrecen asignaturas que contemplen el reconocimiento de patrones (RP) o la inteligencia artificial (IA) dentro de sus currículos, es decir el 8,25 % de la muestra. ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. muestra un resumen de las universidades en el estudio, el nivel de formación, su frecuencia (fi) y porcentaje (hi).
En el estudio se tuvo en cuenta si el reconocimiento de patrones es tomado como una asignatura electiva (E), o de carácter obligatorio (O).
Los países donde se encuentran las universidades a las que se realizó el rastreo de información son, España, México, Estados Unidos, Perú, Colombia, Chile, Portugal, Italia, China, Canadá, Australia, India, Brasil y Argentina.
En la  Tabla 4 se observa que un 8,25 % de las universidades ofrecen RP, o IA en su plan de estudio.  La Tabla 5 muestra el análisis en las 33 universidades que ofrecen IA o RP.
En los programas de posgrado hay 9 universidades de las 33 estudiadas que con carácter obligatorio ofrecen RP, las cuales incluyen en su plan de estudios la asignatura obligatoria RP, y corresponde a 27,3% del total de la muestra seleccionada. Se observa que, de las 9 universidades, cinco son iberoamericanas.
Además, en los programas de pregrado hay 7 universidades que incluyen IA en su plan de estudios, pero se aborda solo como una unidad del contenido temático, y corresponde a 21% de las 33 universidades, de estas 7 universidades, 4 son iberoamericanas, 6 universidades incluyen en su plan de estudios la asignatura obligatoria (O) IA, donde se aborda la temática de reconocimiento de patrones, y esto corresponde a 18,2% del total, de las 6 universidades, 4 son iberoamericanas.
Por último, en los programas de Posgrado hay 6 universidades que contienen la asignatura electiva (E) de RP en su plan de estudios en las facultades de ciencias e ingeniería, y esto corresponde al 18,1% del total de la muestra, de las 6 universidades, 3 son iberoamericanas.
De acuerdo con los hallazgos de la revisión de información, la asignatura RP aparece en mayor porcentaje en los programas de Posgrado de las facultades de ciencias e ingeniería, ya sea obligatoria o electiva. Esto equivale a un 45,4% del total de la muestra seleccionada.
No se encontró en la búsqueda realizada universidades que ofrezcan la asignatura obligatoria de reconocimiento de patones en el plan de estudios de pregrado.
En cuanto a los enfoques en que se aborda la asignatura RP ver Tabla 3.    En concordancia a estos enfoques se analizaron las universidades que ofrecen RP y se rastrearon los enfoques que se le dan a la asignatura, dando los siguientes resultados Tabla 6

El enfoque que más se aborda en la asignatura de RP es el estadístico- probabilístico y esto corresponde a 10 universidades, un 58,8% del total de la muestra seleccionada.
El enfoque que menos se aborda en la asignatura reconocimiento de patrones es el lógico combinatorio y esto corresponde a 1 universidad, es decir, un 6% del total de la muestra seleccionada.
Hay 4 universidades que abordan el enfoque de sintáctico en la asignatura reconocimiento de patrones en los programas de las facultades de ciencias e ingeniería, y esto corresponde a un 23,5% del total de la muestra seleccionada.
Hay 2 universidades que abordan el enfoque neuronal en los programas de las facultades de ciencias e ingeniería, y esto corresponde a un 11,8 % del total de la muestra seleccionada. Ilustración 2
Las universidades que tienen la asignatura IA en sus programas de pregrado y posgrado, no abordan en especial un enfoque definido.

CONCLUSIONES

  • La asignatura RP aparece como electiva en la gran mayoría de programas de pregrado y posgrado de las facultades de ciencia e ingeniería que la incluyen en su plan de estudios. Teniendo en cuenta la importancia de esta asignatura en las carreras de ingeniería, debería estar incluida como obligatoria en el currículo académico de pregrado y posgrado, ya que permite desarrollar competencias necesarias para resolver problemas ingenieriles que requieren la implementación del uso de RP. En la muestra de 400 universidades no encontramos alguna que incluya de manera obligatoria la asignatura reconocimiento de patrones en los programas de pregrado de las facultades de ingeniería y ciencias computacionales.
  • En el caso de Colombia se encontraron dos universidades de 30 consultadas que ofrecen la asignatura en el plan de estudios de las facultades de ciencias e ingeniería. Esta realidad es preocupante en el sentido de que no se está formando profesionales en ingeniería con estos conocimientos tan relevantes para el análisis y la solución de problemas, mucho menos la existencia de un plan de esta asignatura que sea transversal con las demás ingenierías y las ciencias computacionales.
  • En el caso de los países iberoamericanos, la asignatura de reconocimientos de patrones aparece como electiva en posgrados, resaltando el hecho de que, si le dan importancia a la asignatura en estos niveles superiores de estudio, dejando un vacío académico para aquellos estudiantes que no inician posgrado pero que pueden aportan soluciones diversas a problemas que requieren este tipo de formación, debido a que tienen los conocimientos previos para investigar en estos campos.
  • En otros países no incluyen la asignatura ni en pregrado ni posgrado, pero incluyen inteligencia artificial en pregrado; es decir, un 21% de la muestra seleccionada. En este sentido, el tema de reconocimiento de patrones solo aparece como una unidad dentro de la asignatura inteligencia artificial, dando a pensar que solo se  imparte un conocimiento informativo más no práctico, que incluya todos los enfoques que hay en el mundo del reconocimiento de patrones.
  • Las múltiples aplicaciones del reconocimiento de patrones en la solución de diversos problemas reales y su trascendencia para la ciencia y la humanidad justifican ampliamente la ubicación de un plan de estudios dentro de las carreras de ingeniería y afines.

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* Docente Investigador de la Corporación Universitaria Remington, Colombia, Roberto.guevara@uniremingtn.edu.co
** Docente de la Corporación Universitaria Remington, Colombia Oswaldo.muñoz@unireminron.edu.co
*** Docente de la Corporación Universitaria Remington, Colombia Luis.zapata@uniremington.co
**** Jefe de Proyectos de Investigación de Ingeniería Industrial del Instituto Tecnológico de Ciudad Valles francisco.orduna@tecvalles.mx

Recibido: 25/08/2017 Aceptado: 23/09/2017 Publicado: Noviembre 2017

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