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IDEAS PRÁCTICAS · ASIMOV INGENIERÍA

2. Cómo razonan y planifican los agentes de IA por dentro

Introducción al razonamiento de los agentes, planificación, ciclo de razonamiento-acción-observación y sus principales limitaciones.

Table of contents

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Los agentes de inteligencia artificial representan una evolución importante respecto a los sistemas tradicionales de conversación. En el artículo anterior vimos qué es un agente de IA y por qué no debe confundirse con un chatbot. Mientras un chatbot puede limitarse a responder preguntas, un agente puede recibir un objetivo, analizar la situación, decidir qué acciones necesita realizar y utilizar herramientas para conseguir un resultado.

Pero esto plantea una pregunta fundamental: ¿cómo sabe un agente qué hacer?

Cuando una persona recibe una tarea compleja, normalmente no intenta resolverla de una sola vez. Primero comprende el problema, después piensa en los pasos necesarios, busca información si hace falta y finalmente ejecuta las acciones correspondientes. Los agentes de IA utilizan un proceso similar, aunque implementado mediante modelos de lenguaje, herramientas, memoria y diferentes mecanismos de planificación.

Comprender este proceso es fundamental para comenzar a desarrollar agentes inteligentes. No basta con conectar un modelo de lenguaje con una herramienta y esperar que el sistema resuelva cualquier problema automáticamente. Es necesario comprender cómo interpreta una solicitud, cómo decide qué hacer, cómo utiliza las herramientas disponibles y cómo evalúa los resultados obtenidos.

En este artículo veremos qué ocurre dentro de un agente de IA cuando recibe una tarea. Analizaremos el concepto de razonamiento, la planificación de tareas, el patrón ReAct y el ciclo de razonamiento, acción y observación. También veremos ejemplos sencillos para comprender cómo estos mecanismos permiten que un agente resuelva problemas más complejos.

1. Del prompt a la acción

Cuando un usuario interactúa con un agente, normalmente comienza proporcionando una instrucción o un objetivo.

Por ejemplo:

"Investiga cuáles son las principales aplicaciones de la inteligencia artificial en la industria y prepara un resumen."

A primera vista parece una sola tarea, pero en realidad contiene varias operaciones.

El agente necesita comprender qué significa "principales aplicaciones", determinar qué información debe buscar, decidir dónde obtenerla, analizar los resultados y finalmente preparar el resumen solicitado.

Por esta razón, el agente necesita transformar una solicitud general en una serie de pasos más pequeños.

Podemos representar este proceso de manera sencilla:

Objetivo → análisis → planificación → acción → observación → nueva decisión → resultado

Esta capacidad de transformar un objetivo en acciones es una de las características que diferencia a un agente de una aplicación tradicional.

Una aplicación convencional normalmente sigue un flujo previamente programado. Un agente puede determinar dinámicamente qué pasos necesita realizar dependiendo del problema que recibe.

2. ¿Qué significa que un agente "razone"?

Cuando hablamos de razonamiento en agentes de IA, no necesariamente significa que el sistema piense exactamente de la misma manera que una persona.

En este contexto, el razonamiento se refiere a la capacidad del sistema para analizar una situación y determinar qué acción puede ser útil para avanzar hacia un objetivo.

Por ejemplo, imaginemos que un usuario pregunta:

"¿Qué tiempo hará mañana en Ciudad de México?"

El agente puede determinar que necesita información actualizada. Como el modelo de lenguaje por sí solo no necesariamente dispone de los datos meteorológicos actuales, puede decidir utilizar una herramienta de consulta meteorológica.

El proceso sería aproximadamente:

Pregunta del usuario → identificar necesidad de información actualizada → utilizar herramienta meteorológica → recibir datos → interpretar resultado → responder.

En una tarea más compleja, este proceso puede repetirse varias veces.

Es importante entender que el razonamiento no siempre requiere una secuencia extremadamente larga. Para tareas sencillas, un agente puede necesitar solamente una o dos acciones. Para problemas complejos, puede necesitar coordinar múltiples herramientas y pasos.

3. La planificación de tareas

La planificación permite dividir un objetivo complejo en diferentes tareas más pequeñas.

Supongamos que queremos crear un informe sobre una empresa.

El objetivo podría ser:

"Investiga esta empresa y prepara un informe sobre sus productos, historia y principales competidores."

Para completar esta tarea, el agente podría crear una planificación similar a:

Paso 1: Obtener información general de la empresa.

Paso 2: Investigar sus principales productos.

Paso 3: Identificar competidores.

Paso 4: Comparar la información encontrada.

Paso 5: Organizar los resultados.

Paso 6: Generar el informe final.

La planificación puede ser sencilla o extremadamente compleja dependiendo de la aplicación.

En sistemas avanzados, incluso puede existir una planificación jerárquica. Esto significa que una tarea grande se divide en objetivos y posteriormente cada objetivo se divide en tareas más pequeñas.

4. Planificación jerárquica

La planificación jerárquica permite trabajar con problemas que contienen diferentes niveles de complejidad.

Por ejemplo, imaginemos que queremos construir un agente capaz de preparar una investigación técnica.

El objetivo principal podría ser:

"Crear un informe sobre robots industriales."

El agente podría dividirlo en:

Investigación

  • Historia de los robots industriales.
  • Tipos de robots.
  • Aplicaciones actuales.
  • Principales fabricantes.

Análisis

  • Comparar características.
  • Identificar ventajas.
  • Identificar limitaciones.

Redacción

  • Introducción.
  • Desarrollo.
  • Conclusiones.

De esta manera, el agente no trata el problema como una única operación. Lo divide en diferentes objetivos que puede abordar de forma independiente.

Este concepto resulta especialmente importante cuando los agentes comienzan a trabajar con múltiples herramientas o con otros agentes especializados.

5. El patrón ReAct

Uno de los conceptos más importantes para comprender el funcionamiento de los agentes modernos es el patrón ReAct.

ReAct combina razonamiento y acciones para permitir que el agente avance hacia un objetivo mediante ciclos sucesivos.

De forma simplificada, podemos representarlo como:

Razonamiento → Acción → Observación → Razonamiento → Acción → Observación

El agente analiza la situación, decide qué acción necesita realizar, ejecuta esa acción y observa el resultado.

Después utiliza esa nueva información para decidir cuál debe ser el siguiente paso.

Este proceso puede repetirse hasta que el agente considera que dispone de suficiente información para proporcionar una respuesta.

El patrón resulta especialmente útil cuando el agente necesita interactuar con herramientas externas.

6. Razonamiento, acción y observación

Veamos cada parte del ciclo.

Razonamiento

El agente analiza el objetivo y determina qué necesita hacer.

Por ejemplo:

"Necesito conocer el precio actual de este producto."

Acción

El agente selecciona una herramienta apropiada.

Por ejemplo:

"Consultaré la API de productos."

Observación

La herramienta devuelve información.

Por ejemplo:

"El producto cuesta 15,999 pesos."

Nuevo razonamiento

El agente utiliza esa información para continuar.

Por ejemplo:

"Ahora puedo comparar este precio con los otros productos solicitados."

Este ciclo puede repetirse tantas veces como sea necesario.

La gran ventaja es que el agente no necesita conocer todas las respuestas antes de comenzar. Puede obtener información progresivamente y utilizar los resultados para decidir qué hacer después.

7. Un ejemplo sencillo de un agente investigando información

Imaginemos que un usuario pregunta:

"¿Cuál es el mejor lenguaje de programación para comenzar a desarrollar aplicaciones de inteligencia artificial?"

Un agente podría determinar que necesita comparar diferentes lenguajes.

Podría investigar Python, JavaScript, Java y otros lenguajes relevantes.

Después podría analizar aspectos como facilidad de aprendizaje, disponibilidad de bibliotecas, comunidad y aplicaciones relacionadas con inteligencia artificial.

Finalmente podría elaborar una recomendación adaptada al perfil del usuario.

El punto importante es que el agente no tiene por qué realizar todas estas acciones de manera predeterminada. Puede determinar cuáles son necesarias dependiendo de la solicitud.

Esta flexibilidad es una de las razones por las que los agentes resultan tan interesantes para la automatización.

8. El papel de las herramientas en el razonamiento

El razonamiento por sí solo no es suficiente para que un agente interactúe con el mundo real.

Un modelo de lenguaje puede generar una respuesta, pero necesita herramientas para realizar determinadas acciones.

Entre las herramientas que puede utilizar un agente encontramos buscadores web, APIs, bases de datos, sistemas de archivos, calculadoras, intérpretes de código y aplicaciones empresariales.

Por ejemplo, un agente financiero podría utilizar una API para consultar información de mercados.

Un agente de programación podría utilizar un entorno de ejecución para probar código.

Un agente empresarial podría consultar una base de datos para recuperar información sobre clientes.

Por esta razón, el diseño de las herramientas es una parte fundamental de la arquitectura de un agente.

Cada herramienta debe tener una función clara y proporcionar al agente la información necesaria para decidir cuándo utilizarla.

9. Memoria y contexto durante el proceso

Otro componente importante es la memoria.

Un agente necesita conservar información suficiente para comprender qué ha ocurrido durante la tarea.

Por ejemplo, si el usuario solicita:

"Busca información sobre tres empresas de inteligencia artificial y después compáralas."

El agente necesita recordar cuáles fueron las tres empresas investigadas y qué información obtuvo sobre cada una.

Sin memoria o contexto suficiente, podría perder información obtenida durante los pasos anteriores.

La memoria puede implementarse de diferentes maneras dependiendo de la aplicación. En algunos sistemas basta con mantener el historial de la conversación. En otros se utilizan bases de datos, sistemas de recuperación de información o bases de datos vectoriales.

La memoria será especialmente importante cuando trabajemos con agentes capaces de mantener conversaciones prolongadas o ejecutar tareas durante largos periodos.

10. ¿Qué ocurre cuando una herramienta falla?

Un agente real debe ser capaz de manejar errores.

Imaginemos que intenta consultar una API y el servidor no responde.

Un sistema mal diseñado podría detenerse completamente o generar una respuesta inventando la información que esperaba recibir.

Un agente mejor diseñado puede reconocer que la herramienta falló y tomar una decisión alternativa.

Por ejemplo, podría intentar nuevamente la consulta, utilizar otra herramienta o informar al usuario de que el servicio no está disponible.

Esta capacidad de recuperación es especialmente importante cuando los agentes trabajan con servicios externos.

En sistemas empresariales, las herramientas pueden experimentar errores, interrupciones, límites de solicitudes o respuestas inesperadas. Por ello, el agente debe estar preparado para manejar diferentes escenarios.

11. ¿Los agentes realmente "piensan" como una persona?

Esta es una de las preguntas más interesantes cuando hablamos de agentes de IA.

Aunque utilizamos términos como "razonamiento", "planificación" y "decisión", no debemos interpretar automáticamente que el agente posee una mente humana.

Los modelos de lenguaje procesan información mediante mecanismos matemáticos y estadísticos extremadamente complejos. Su capacidad para producir cadenas de razonamiento y seleccionar acciones puede parecer similar al pensamiento humano, pero eso no significa que tengan consciencia o comprensión humana del mundo.

Desde el punto de vista del desarrollo de software, resulta más útil pensar en el agente como un sistema que utiliza un modelo de lenguaje para seleccionar acciones y procesar información dentro de un flujo determinado.

Esta perspectiva permite diseñar sistemas más controlables y evitar expectativas poco realistas.

12. Limitaciones del razonamiento de los agentes

Los agentes actuales todavía presentan importantes limitaciones.

Uno de los problemas es que pueden cometer errores durante la planificación. Si interpretan incorrectamente el objetivo inicial, todas las acciones posteriores pueden estar basadas en una premisa equivocada.

También pueden seleccionar una herramienta incorrecta o interpretar de manera incorrecta el resultado obtenido.

Otro problema es que las tareas complejas pueden requerir muchas llamadas al modelo y a herramientas externas. Esto aumenta el tiempo de ejecución y los costos.

Además, un agente demasiado autónomo puede realizar acciones que el usuario no esperaba.

Por estas razones, los agentes deben contar con límites claros, mecanismos de supervisión y sistemas de validación.

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13. ¿Por qué este proceso es importante para el futuro de la IA?

El razonamiento y la planificación permiten que los modelos de lenguaje pasen de generar respuestas a participar en procesos completos.

Esto tiene importantes consecuencias para la automatización.

Una empresa podría utilizar un agente para recibir una solicitud, analizarla, consultar diferentes sistemas, procesar la información y generar un resultado sin que una persona tenga que realizar manualmente cada paso.

En programación, un agente podría analizar un problema, escribir código, ejecutar pruebas y corregir errores.

En investigación podría buscar información, comparar diferentes fuentes y elaborar un informe.

En atención al cliente podría consultar sistemas internos, verificar el estado de un pedido y proporcionar una respuesta personalizada.

El objetivo no es simplemente crear una IA que "sepa más", sino sistemas capaces de utilizar conocimiento y herramientas para realizar tareas.

Conclusiones

Los agentes de inteligencia artificial utilizan diferentes mecanismos para transformar una solicitud del usuario en una serie de acciones. El razonamiento permite analizar el problema, mientras que la planificación ayuda a dividir tareas complejas en pasos más pequeños.

El patrón ReAct representa uno de los enfoques más importantes para comprender este funcionamiento. Mediante ciclos de razonamiento, acción y observación, un agente puede utilizar herramientas externas, analizar los resultados obtenidos y decidir qué hacer a continuación.

Sin embargo, los agentes todavía tienen limitaciones. Pueden cometer errores, seleccionar herramientas incorrectas o interpretar mal la información. Por esta razón, una arquitectura adecuada debe incluir mecanismos de validación, control y supervisión.

Comprender este funcionamiento interno será fundamental para desarrollar agentes cada vez más avanzados.

En el próximo artículo comenzaremos a analizar los diferentes tipos de agentes de IA según su nivel de autonomía, desde sistemas que necesitan supervisión constante hasta agentes capaces de ejecutar tareas de manera mucho más independiente.

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