30, May, 2024

ChatGPT y las tecnologías Wolfram

Por : Por Dr. Juan M. Camacho. Wolfram certified instructor

https://www.wolfram.com/wolfram-u/instructors/camacho.html

ChatGPT y las tecnologías Wolfram. La inteligencia artificial (IA) ha traído una profunda revolución al ámbito tecnológico, transformando la manera en que interactuamos con las máquinas y cómo estas nos auxilian en la resolución de complejos problemas. La IA se ha convertido en una herramienta esencial en diversos campos, destacando su capacidad para aprender, adaptarse y mejorar a través de la experiencia y los datos, abriendo nuevas perspectivas y redefiniendo nuestras concepciones acerca del potencial de las máquinas.

Dentro de este contexto, destaca ChatGPT, desarrollado por OpenAI, como un avanzado modelo de lenguaje que emplea técnicas de aprendizaje automático para generar respuestas coherentes y contextualmente relevantes a las consultas del usuario. ChatGPT es capaz de entablar conversaciones, responder preguntas, redactar ensayos y mucho más, todo ello en lenguaje natural. Su diseño le permite comprender el contexto y generar respuestas basadas en dicho entendimiento.

Asimismo, desde 1987, las tecnologías de Wolfram han ido evolucionando notoriamente. Stephen Wolfram, fundador de Wolfram Research Inc., presentó en 1988 Mathematica (www.wolfram.com/mathematica/), un sistema de cálculo computacional que permite realizar tanto cálculos matemáticos simbólicos como numéricos, visualización de datos, programación y otras funciones. Desde su lanzamiento, esta herramienta ha sido adoptada en diversos ámbitos. Posteriormente, en 2009, surgió WolframAlpha (www.wolframalpha.com), un motor de conocimiento computacional en línea capaz de proporcionar respuestas precisas y realizar cálculos fundamentados en una vasta cantidad de datos curados. Esta plataforma puede abordar una amplia gama de consultas y se ha convertido en una valiosa herramienta para estudiantes, profesionales y aquellos que requieren respuestas rápidas y precisas.

En enero de 2023, Stephen Wolfram señaló que, a pesar de la impresionante capacidad de ChatGPT para generar texto, a menudo presenta limitaciones al proporcionar respuestas precisas a preguntas que requieren conocimiento estructurado o cálculos exactos. Es en este punto donde WolframAlpha puede complementar a ChatGPT, al brindar la precisión y el conocimiento estructurado que en ocasiones le faltan. Wolfram sugirió que la combinación de ChatGPT y WolframAlpha podría dar lugar a una herramienta de conocimiento computacional más poderosa y precisa que cada una por separado. En febrero de 2023, Stephen analizó el funcionamiento de ChatGPT y los principios generales que sustentan los modelos de lenguaje. Destacó la habilidad de ChatGPT para generar texto significativo, y cómo la introducción de un factor aleatorio permite mantener la creatividad en la generación de texto [2].

Finalmente, el 23 de marzo de 2023, Stephen anunció la integración de ChatGPT con WolframAlpha y Wolfram Language, lo que otorga a ChatGPT acceso a mayores capacidades computacionales. Explicó que, si bien ChatGPT es hábil para generar texto, carece de la capacidad para realizar cálculos complejos o proporcionar datos precisos. Con esta integración, ChatGPT adquiere “superpoderes” computacionales [3]. En conjunto, ChatGPT, WolframAlpha y Wolfram Language brindan conocimientos precisos, datos y cálculos fundamentados. Además, las fuentes de datos en tiempo real de Wolfram permiten que ChatGPT ofrezca información actualizada.

En esta página  (https://www.wolfram.com/wolfram-plugin-chatgpt/) aparecen las instrucciones para obtener el plugin de Wolfram y además algunas de las cosas que hace el plugin de Wolfram.

[1] https://writings.stephenwolfram.com/2023/01/wolframalpha-as-the-way-to-bring-computational-knowledge-superpowers-to-chatgpt/

[2] https://writings.stephenwolfram.com/2023/02/what-is-chatgpt-doing-and-why-does-it-work/

[3] https://writings.stephenwolfram.com/2023/03/chatgpt-gets-its-wolfram-superpowers/

Primeros pasos. Para tener acceso al Plugin de Wolfram para ChatGPT es necesario tener la versión GPT-4 (la versión plus) que requiere una actualización del plan. Una vez actualizado nuestro plan podemos acceder a los Plugins y desde Plugin store podemos instalar el Plugin de Wolfram. Una vez instalado solamente lo activamos para iniciar la conversación. Una vista de nuestra conversación tendrá la siguiente cabecera: 

Acceso a datos en tiempo real y datos curados. Tras realizar la primera consulta, se hace evidente la interacción entre ChatGPT y Wolfram: la solicitud a Wolfram (Query), su interpretación (Input) y la respuesta obtenida (Result). Este resultado es interpretado por ChatGPT para generar la respuesta correspondiente a la pregunta formulada. De manera habitual, se proporcionan datos adicionales vinculados a la consulta, y ChatGPT ofrece las respuestas de forma narrativa. Procedamos entonces con la siguiente consulta:

ChatGPT obtiene las respuestas de Wolfram y nos las presenta en formato de texto:

Adicionalmente, ChatGPT siempre proporcionará enlaces a la página de WolframAlpha, para que podamos acceder a los datos solicitados.

En la versión ChatGPT3, no disponemos de datos actualizados; no obstante, en la versión 4, contamos con el plugin de datos de Wolfram, que sí está actualizado. Evaluemos las siguientes consultas en ambas versiones.

ChatGPT3:

 ChatGPT4:

 Asimismo, además de datos climáticos, también podemos realizar consultas sobre información relacionada con películas. Por ejemplo, veamos la siguiente consulta:

 Aprovechando el hilo de la conversación hagamos la siguiente petición:

  ¿Ya viste la película?

Generando código de Wolfram Language. Podemos obtener datos geográficos y demográficos, así como calcular distancias y generar mapas. Estas consultas pueden ser utilizadas posteriormente para solicitar a ChatGPT que nos genere el código en Wolfram Language necesario para crear la representación visual (en este caso, el mapa) del cual estamos hablando en la conversación.

Además de proporcionar la distancia, WolframAlpha muestra información relacionada, como el tiempo estimado de viaje y el mapa de la ruta. También, por supuesto, se brinda el enlace directo a la página de WolframAlpha.

Dado que ChatGPT se comunica con Wolfram Language, podemos solicitar la generación del código necesario para obtener el mapa mencionado anteriormente. Hagamos la siguiente petición:

En la esquina superior derecha de la ventana, en una sección de color negro, se muestra el enlace para copiar el código. Al hacer clic en dicho enlace, podemos copiar el código y luego pegarlo en un cuaderno (notebook) o en WolframCloud. Una vez hecho esto, procedemos a ejecutar el código y obtenemos el resultado deseado.

Efectivamente, tal como nos explicó ChatGPT, al solicitar el código en Wolfram Language para la tarea específica, se generan automáticamente marcadores para ambas ciudades, así como la ruta que las conecta en el mapa. Lo mejor de todo es que no es necesario escribir el código manualmente; simplemente hacemos la solicitud y obtenemos el resultado deseado de manera rápida y sencilla. ¡Es realmente asombroso y práctico!

Resolviendo problemas de STEM paso a paso. Es impresionante cómo la combinación de estas herramientas nos facilita el abordaje de cuestiones complejas en el campo de la física y otras disciplinas STEM. Podemos aprender y entender cada paso del proceso, lo que nos brinda una experiencia de aprendizaje más completa y enriquecedora.

Supongamos que tenemos un problema de física que involucra la aceleración de un objeto en movimiento. Podemos plantear la pregunta a ChatGPT para que nos genere el código en Wolfram Language y, a su vez, Wolfram Alpha nos mostrará el proceso detallado para obtener la solución.

Con una interfaz dinámica, podríamos experimentar con distintos escenarios y visualizar cómo las variables influyen en el comportamiento del sistema. Sería una forma interactiva y educativa de explorar el problema y comprender mejor los conceptos físicos involucrados.

Así que, adelante, solicitemos a ChatGPT que genere el código en Wolfram Language para esta interfaz dinámica relacionada con el problema de física que estamos abordando. ¡Será una experiencia fascinante y educativa!

¡Excelente! Ahora que tenemos el código generado por Wolfram Language y ChatGPT, podemos llevarlo al entorno de Wolfram Language en un notebook para ejecutarlo y disfrutar de la interfaz interactiva.

Al copiar y pegar el código en el notebook de Wolfram Language, veremos cómo cobra vida la interfaz que nos permitirá introducir los valores de velocidad inicial y ángulo de disparo. Podremos interactuar con la interfaz y observar en tiempo real cómo cambian los resultados.

¡Nos ha creado una interfaz interactiva!

¡Sin necesidad de escribir una sola línea de código!

Podemos variar la velocidad y el ángulo del tiro, además que ha generado las constantes necesarias, como el valor de la aceleración de la gravedad, las etiquetas para las variables en la gráfica y además ha puesto valores para los parámetros. 

¡Esto es sorprendente! podemos crear interfaces como si tuviéramos una lampara de Aladino y únicamente tendríamos que pedir específicamente el deseo (en este caso explicar que es lo que queremos que haga la interfaz), veamos los dos siguientes ejemplos.

Creación de interfaces interactivas de Wolfram Language. Crear interfaces dinámicas puede ser un proceso complicado para muchos usuarios, incluidos profesionales, estudiantes e incluso profesores. Pero gracias a ChatGPT, podemos simplificar enormemente esta tarea. Simplemente describimos detalladamente lo que queremos lograr con la interfaz, y la respuesta será el código necesario para crearla. Luego, copiamos y pegamos el código en Mathematica o Wolfram Cloud, y la magia sucede.

Supongamos que eres instructor de matemáticas y deseas explicar el papel de la pendiente y la ordenada al origen en una función lineal, una interfaz dinámica sería de gran ayuda. Podrías visualizar cómo la variación de estos parámetros afecta la representación gráfica de la función, lo cual es especialmente útil para que los estudiantes comprendan mejor el concepto.

Sin embargo, si tienes poca o ninguna experiencia utilizando Wolfram Language, puedes recurrir a ChatGPT para solicitar el código necesario para crear dicha interfaz. Al describir con precisión lo que deseas lograr, ChatGPT te proporcionará el código y podrás crear la interfaz fácilmente. Es una forma eficaz y accesible para aprovechar al máximo las potentes capacidades de Wolfram Language sin ser un experto en programación.

Así que, adelante, hagamos la consulta a ChatGPT sobre la interfaz dinámica para la función lineal y aprovechemos esta valiosa herramienta para mejorar la enseñanza y el aprendizaje de matemáticas. ¡Una vez más, la magia de la inteligencia artificial y Wolfram Language en acción!

Copiamos el código y lo llevamos a Wolfram Language en un notebook:

Es realmente asombroso lo que podemos lograr con la combinación de Wolfram Language y ChatGPT. Con solo una descripción detallada de lo que deseamos, podemos obtener una interfaz interactiva completa en tan solo unos segundos, sin la necesidad de tener conocimientos avanzados de programación. Es como si tuviéramos a nuestra disposición un equipo de expertos en Wolfram Language listos para ayudarnos a plasmar nuestras ideas.

En este caso, la interfaz dinámica que nos muestra la relación entre la pendiente y la intersección con el eje y en una función lineal es simplemente asombrosa. Los controles para variar estos parámetros y el punto rojo que indica la intersección con el eje y son detalles que enriquecen la experiencia de aprendizaje y comprensión de conceptos matemáticos.

Es cierto, las posibilidades son infinitas. Con la combinación de Wolfram Language y ChatGPT, nuestro límite es la imaginación. Podemos crear una amplia variedad de herramientas interactivas y visualizaciones, abordar problemas complejos en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, y potenciar nuestra creatividad en cualquier campo que nos propongamos.

¡Sigamos explorando! Nuestro potencial es ilimitado.

Ahora, para visualizar la recta tangente a la derivada de la función seno, que es el coseno, podemos utilizar Wolfram Language para generar un gráfico interactivo. De esta manera, podremos observar cómo la recta tangente cambia en diferentes puntos de la función seno.

Copiamos y pegamos en Wolfram Language y nuevamente se hace la magia. Aquí el resultado:

Exactamente, has captado el punto clave de la aplicación de la derivada en acción. La pendiente de la recta tangente a una función en un punto específico es igual a la derivada de la función en ese mismo punto.

Esta propiedad es fundamental y poderosa, ya que nos permite entender cómo cambia una función en cada punto y cómo podemos aproximarnos a su comportamiento local. La derivada nos brinda información sobre la tasa de cambio de la función en cada punto, lo que es esencial para el análisis y la comprensión de fenómenos en diversas áreas, como física, economía, ciencia de datos y más.

Ensayos con datos de WolframAlpha. Wolfram Alpha no es bueno para escribir ensayos, pero ChatGPT, si lo es.  Entonces podemos solicitarle a ChatGPT que use datos de Wolfram Alpha y genere un ensayo. Trabajemos con los datos de dos empresas conocidas. 

Hagamos esta consulta en Wolfram Alpha y veamos los datos en crudo:

Obviamente esto no tiene nada de parecido a un ensayo, solo son datos. Pero, no todos estos datos los tiene ChatGPT.

Entonces sumemos las potencias de estas dos tecnologías y hagamos un ensayo en ChatGPT con los datos de WolframAlpha:

Este ensayo no lo puede generar WolframAlpha. Por otro lado, ChatGPT puede generar el ensayo, pero sin datos de WolframAlpha. Al mezclar las dos tecnologías ChatGPT usa datos de WolframAlpha y enriquece el ensayo. Lo más genial es que son datos reales, actualizados y curados por expertos de Wolfram.

Análisis, visualización, ajuste y pronóstico de datos. Como asistente virtual, ChatGPT es muy bueno, nos puede dar recomendaciones, planes, ensayos entre muchas otras cosas más. Ahora demos al asistente las capacidades de Wolfram Language y usemos este asistente para analizar datos, crear gráficas y visualizar funciones matemáticas y estadísticas. Aquí están algunos datos en Excel, los copiamos para usarlos en ChatGPT:

Ya en la ventana de ChatGPT escribimos la consulta “dame una gráfica de los siguientes datos:” y pegamos los datos:

 El resultado es:

Ahora ajustemos una curva de un polinomio de séptimo grado:

Vemos que la respuesta contiene código para ejecutar en Mathematica o Wolfram Cloud.  

Los pasos internos (realizados por ChatGPT y Wolfram) para realizar esta tarea, como se observa, son los siguientes:

1. guarda en “data” los datos proporcionados,

2. convierte las fechas a tiempo absoluto y los guarda en “dataNumerical”,

3. usa estos datos numéricos en la función de ajuste,

4. crea dos gráficas: con la función ListPlot la gráfica de los datos y con la función Plot la función polinomial y

5. muestra las dos gráficas en una sola con la función Show.

Pegamos el código en Mathematica y cambiamos la función ListPlot por DateListPlot, ya que esta última es la que se usa para graficar fechas. El resultado es una gráfica con el ajuste de séptimo grado.

Aprovechamos que tenemos la ecuación del ajuste y podemos hacer el pronóstico para la siguiente fecha, hagamos la siguiente petición:

Así, que basados en este pronóstico el precio de cierre será de 77.51.

En este análisis y visualización de datos, no hemos necesitado escribir ningún código complejo. Simplemente, hemos realizado las solicitudes a ChatGPT para que realice la visualización, el ajuste y el pronóstico. Es crucial tener en cuenta que estamos manteniendo una conversación con ChatGPT, lo que nos permite trabajar con un asistente que recuerda lo que ha hecho en pasos anteriores y utiliza esos resultados y procesos para nuevas tareas. Esto nos ahorra el esfuerzo de definir variables y procesos repetidamente.

Recursos de aprendizaje

Wolfram U (https://www.wolfram.com/wolfram-u) brinda cursos interactivos abiertos y gratuitos, eventos de aprendizaje y diversos recursos educativos para el desarrollo profesional y técnico. Wolfram proporciona material diseñado para enriquecer la experiencia en el uso de este plugin. En el enlace mencionado, se encuentran video tutoriales explicativos que abordan la funcionalidad y las posibilidades del plugin. También se ofrecen sesiones de estudio en grupo como parte de eventos periódicos organizados por Wolfram.

The Wolfram Plugin for ChatGPT (Study Group Sessions):
https://www.wolfram.com/wolfram-u/courses/language-integrations/plugin-for-chatgpt-wsg39/

Adicionalmente se encuentran los siguientes temas en la comunidad de Wolfram:

100 Math Problems: ChatGPT with Wolfram Plugin versus the Code Inspector Model: https://community.wolfram.com/groups/-/m/t/2931334

100+ ChatGPT-generated Wolfram Language codes:
https://community.wolfram.com/groups/-/m/t/2897251

Resumen
Exactamente, has captado la esencia de las posibilidades que se abren al combinar Wolfram Language con ChatGPT. Los ejemplos mostrados nos brindan un amplio panorama de las aplicaciones en diversos campos, desde cultura y geografía hasta STEM, química y análisis de datos. La versatilidad y flexibilidad de estas tecnologías permiten abordar una amplia gama de temas y resolver problemas complejos en diversas áreas del conocimiento.

Este avance en la inteligencia artificial y en el acceso a herramientas poderosas como Wolfram Language abre un mundo de oportunidades para todos, independientemente de su nivel de conocimientos técnicos. La era de la creatividad y la innovación está más accesible que nunca, y estamos presenciando una verdadera revolución en la forma en que creamos y comprendemos el conocimiento.

Ya sea en la educación, la investigación, el desarrollo de aplicaciones, el análisis de datos, la resolución de problemas complejos o cualquier otro ámbito, estas tecnologías nos permiten explorar y expandir nuestros horizontes. La inteligencia artificial y el procesamiento de lenguaje natural están transformando la forma en que interactuamos con la tecnología y cómo accedemos a la información.

Así que, no esperes más, ¡comienza a utilizar el plugin de Wolfram para ChatGPT y descubre todo lo que esta potente herramienta puede hacer por ti! Explora, aprende y saca el máximo provecho de esta emocionante combinación de tecnologías para potenciar tus habilidades y lograr resultados sorprendentes. El futuro es ahora, y estamos viviendo un momento emocionante en la era de la inteligencia artificial y el procesamiento de lenguaje natural. ¡Aprovechemos esta oportunidad para crear y aprender de manera más inteligente y eficiente!

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