ML/AIMLE·AIMachine Learning Engineering
Investigación · Biblioteca

Papers fundamentales

17 trabajos que definieron el campo, ordenados por año. Cada ficha resume el problema, la aportación, la arquitectura y dónde está implementado hoy. Solo se incluyen referencias reales y verificables.

1986Learning representations by back-propagating errorsD. E. Rumelhart, G. E. Hinton, R. J. Williams · Nature 323, 533–536Redes neuronales
Problema
Cómo entrenar redes con capas ocultas, cuyos pesos no tienen un valor objetivo directo.
Aportación
Popularizó la retropropagación del error: la regla de la cadena para calcular el gradiente de todos los pesos.
Arquitectura
Redes multicapa con activaciones sigmoides.
Relevancia
Es el algoritmo con el que se entrenan prácticamente todas las redes neuronales actuales.
Implementación
loss.backward() en PyTorch · laboratorio relacionado

Ficha completa →

1997Long Short-Term MemoryS. Hochreiter, J. Schmidhuber · Neural Computation 9(8), 1735–1780RNN
Problema
Las RNN no aprendían dependencias largas porque el gradiente se desvanecía o explotaba.
Aportación
Una celda con memoria y puertas multiplicativas que mantienen el flujo de error constante.
Arquitectura
Celda LSTM (en la versión original, puertas de entrada y salida; la puerta de olvido se añadió después).
Relevancia
Dominó traducción, voz y series temporales hasta la llegada del Transformer.
Implementación
torch.nn.LSTM

Ficha completa →

1998Gradient-based learning applied to document recognitionY. LeCun, L. Bottou, Y. Bengio, P. Haffner · Proceedings of the IEEE 86(11), 2278–2324CNN
Problema
Reconocer caracteres manuscritos sin diseñar las características a mano.
Aportación
Redes convolucionales entrenadas de extremo a extremo (LeNet-5) y el dataset MNIST.
Arquitectura
Convoluciones, submuestreo y capas totalmente conectadas.
Relevancia
Estableció la receta de las CNN que luego escaló a ImageNet.
Implementación
torch.nn.Conv2d

Ficha completa →

2001Random ForestsL. Breiman · Machine Learning 45(1), 5–32Ensembles
Problema
Los árboles de decisión individuales son inestables y sobreajustan.
Aportación
Combinar árboles decorrelacionados mediante bootstrap y selección aleatoria de variables en cada nodo; error out-of-bag.
Arquitectura
Conjunto de árboles CART no podados que votan.
Relevancia
Uno de los algoritmos más usados en datos tabulares por su robustez.
Implementación
sklearn.ensemble.RandomForestClassifier · laboratorio relacionado

Ficha completa →

2012ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural NetworksA. Krizhevsky, I. Sutskever, G. E. Hinton · NeurIPS 2012Visión artificial
Problema
Clasificar 1,2 millones de imágenes de ImageNet en 1.000 categorías.
Aportación
Una CNN profunda entrenada en GPU con ReLU y dropout que redujo drásticamente el error en ILSVRC-2012.
Arquitectura
AlexNet: 5 capas convolucionales y 3 totalmente conectadas.
Relevancia
Marcó el inicio de la era moderna del deep learning.
Implementación
torchvision.models.alexnet

Ficha completa →

2014Dropout: A Simple Way to Prevent Neural Networks from OverfittingN. Srivastava, G. Hinton, A. Krizhevsky, I. Sutskever, R. Salakhutdinov · JMLR 15, 1929–1958Regularización
Problema
Las redes grandes sobreajustan con facilidad.
Aportación
Apagar neuronas al azar durante el entrenamiento, lo que equivale a promediar muchas subredes.
Arquitectura
Aplicable a cualquier capa.
Relevancia
Técnica de regularización estándar en redes profundas.
Implementación
torch.nn.Dropout · laboratorio relacionado

Ficha completa →

2015Adam: A Method for Stochastic OptimizationD. P. Kingma, J. Ba · ICLR 2015Optimización
Problema
Elegir una tasa de aprendizaje que funcione para todos los parámetros.
Aportación
Pasos adaptativos por parámetro con estimaciones de primer y segundo momento del gradiente y corrección de sesgo.
Arquitectura
Optimizador.
Relevancia
El optimizador por defecto en la mayoría de redes profundas.
Implementación
torch.optim.Adam · laboratorio relacionado

Ficha completa →

2015Human-level control through deep reinforcement learningV. Mnih et al. · Nature 518, 529–533Aprendizaje por refuerzo
Problema
Aprender a jugar a partir de los píxeles de la pantalla y la puntuación.
Aportación
Deep Q-Network: Q-learning con una CNN, experience replay y red objetivo; nivel humano en muchos juegos de Atari 2600.
Arquitectura
CNN que estima el valor Q de cada acción.
Relevancia
Punto de partida del deep reinforcement learning.
Implementación
Stable-Baselines3 DQN

Ficha completa →

2016Deep Residual Learning for Image RecognitionK. He, X. Zhang, S. Ren, J. Sun · CVPR 2016Visión artificial
Problema
Las redes muy profundas eran más difíciles de optimizar que las menos profundas.
Aportación
Conexiones residuales: cada bloque aprende una corrección que se suma a su entrada.
Arquitectura
ResNet, con variantes de hasta 152 capas en ImageNet.
Relevancia
Las conexiones residuales están en casi toda arquitectura moderna, incluido el Transformer.
Implementación
torchvision.models.resnet50

Ficha completa →

2016XGBoost: A Scalable Tree Boosting SystemT. Chen, C. Guestrin · KDD 2016Ensembles
Problema
Hacer gradient boosting de árboles rápido y escalable.
Aportación
Objetivo regularizado, algoritmo consciente de la dispersión de los datos y optimizaciones de sistema.
Arquitectura
Árboles de boosting.
Relevancia
Referente en competiciones y en la industria con datos tabulares.
Implementación
xgboost.XGBClassifier

Ficha completa →

2017Attention Is All You NeedA. Vaswani, N. Shazeer, N. Parmar, J. Uszkoreit, L. Jones, A. N. Gomez, Ł. Kaiser, I. Polosukhin · NeurIPS 2017Transformers
Problema
Las RNN procesan en secuencia, lo que limita el paralelismo y las dependencias largas.
Aportación
El Transformer: solo atención multi-cabeza y capas feed-forward, con codificación posicional.
Arquitectura
Encoder–decoder de 6 + 6 capas, d_model = 512, 8 cabezas en el modelo base.
Relevancia
La arquitectura de BERT, GPT y prácticamente todos los LLM.
Implementación
torch.nn.Transformer · laboratorio relacionado

Ficha completa →

2018Improving Language Understanding by Generative Pre-TrainingA. Radford, K. Narasimhan, T. Salimans, I. Sutskever · Informe técnico de OpenAIGPT
Problema
Aprovechar texto sin etiquetar para mejorar tareas de lenguaje con pocos datos.
Aportación
Preentrenamiento generativo con un decoder Transformer seguido de fine-tuning supervisado.
Arquitectura
Decoder Transformer de 12 capas.
Relevancia
Origen de la familia GPT.
Implementación
transformers.OpenAIGPTModel

Ficha completa →

2019BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language UnderstandingJ. Devlin, M.-W. Chang, K. Lee, K. Toutanova · NAACL 2019BERT
Problema
Los modelos de lenguaje preentrenados solo miraban el contexto en una dirección.
Aportación
Encoder bidireccional preentrenado con modelado de lenguaje enmascarado y predicción de la siguiente frase.
Arquitectura
Encoder Transformer (base: 12 capas; large: 24).
Relevancia
Revolucionó la comprensión del lenguaje y los buscadores.
Implementación
transformers.BertModel

Ficha completa →

2020Language Models are Few-Shot LearnersT. B. Brown et al. · NeurIPS 2020GPT
Problema
Cada tarea necesitaba su propio fine-tuning con datos etiquetados.
Aportación
GPT-3, de 175.000 millones de parámetros, resuelve tareas nuevas con unos pocos ejemplos en el prompt (in-context learning).
Arquitectura
Decoder Transformer de 96 capas.
Relevancia
Demostró el efecto de la escala e inauguró la era de los LLM.
Implementación
—

Ficha completa →

2020Retrieval-Augmented Generation for Knowledge-Intensive NLP TasksP. Lewis et al. · NeurIPS 2020RAG
Problema
El conocimiento guardado en los parámetros es difícil de actualizar y de citar.
Aportación
Combinar un recuperador denso de documentos con un generador seq2seq entrenados conjuntamente.
Arquitectura
Recuperador DPR + generador BART.
Relevancia
Dio nombre y forma a los sistemas RAG actuales.
Implementación
LangChain, LlamaIndex, pgvector

Ficha completa →

2021Learning Transferable Visual Models From Natural Language SupervisionA. Radford et al. · ICML 2021Multimodal
Problema
Los modelos de visión necesitaban etiquetas fijas y costosas.
Aportación
CLIP: entrenar imagen y texto en un espacio común con aprendizaje contrastivo sobre pares imagen–texto de internet.
Arquitectura
Encoder de imagen (ResNet o ViT) + encoder de texto Transformer.
Relevancia
Base de muchos modelos multimodales y generadores de imágenes.
Implementación
open_clip

Ficha completa →

2022LoRA: Low-Rank Adaptation of Large Language ModelsE. J. Hu et al. · ICLR 2022Fine-tuning
Problema
Ajustar todos los parámetros de un modelo enorme es carísimo.
Aportación
Congelar los pesos y aprender actualizaciones de bajo rango ΔW = B·A en las capas de atención.
Arquitectura
Adaptadores de bajo rango.
Relevancia
La forma estándar de hacer fine-tuning de LLM con poco hardware.
Implementación
peft.LoraConfig

Ficha completa →