Integrating Human and Artificial Intelligence Capabilities to Guide the Development of High-Risk Psychomotor Intelligent Systems: the CARAIX framework
La presente tesis examina la conceptualización y validación de un marco de trabajo centrado en el humano basado en los principios de la Inteligencia Híbrida (IH), atendiendo a la crucial necesidad de integrarnos con las capacidades de la Inteligencia Artificial (IA) para un diseño ético y efectivo e...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad Nacional de Educación a Distancia |
| Repositorio: | e-spacio. Repositorio Institucional de la UNED |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:e-spacio.uned.es:20.500.14468/31758 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/20.500.14468/31758 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palabra clave: | 3304 Tecnología de los ordenadores 1203.04 Inteligencia artificial |
| Sumario: | La presente tesis examina la conceptualización y validación de un marco de trabajo centrado en el humano basado en los principios de la Inteligencia Híbrida (IH), atendiendo a la crucial necesidad de integrarnos con las capacidades de la Inteligencia Artificial (IA) para un diseño ético y efectivo en dominios de alto riesgo, como el aprendizaje psicomotor y la detección temprana del deterioro neurocognitivo. Está motivada por la creciente complejidad de los sistemas de IA y su profundo impacto en el bienestar de las personas. Busca garantizar que la tecnología incremente el potencial humano priorizando su seguridad, confianza e inclusividad en poblaciones diversas. El objetivo principal pasa por conceptualizar, definir y validar el marco de trabajo CARAIX (Collaborative, Adaptative, Responsible and eXplainable AI), una propuesta innovadora que integra principios colaborativos, adaptativos, responsables y explicables, y que ha sido puesto a prueba dentro del proyecto HumanAID, bajo el paraguas del Centro de Investigación PhyUM de la UNED. Para ello, tres casos de uso han sido estudiados dentro del ámbito psicomotor (determinación del nivel de experiencia, comportamiento motor durante el sueño y riesgo de lesión deportiva), analizando tanto datos inerciales obtenidos desde sensores como imágenes tratadas con técnicas de visión artificial. En concreto, las señales inerciales son analizadas para evaluar el nivel de experiencia de practicantes de artes marciales. Basado en esta metodología, pero con un cambio de enfoque, las señales inerciales recogidas durante el sueño son examinadas para determinar el grado de deterioro cognitivo asociado a pacientes con Alzheimer. Finalmente, el análisis de imágenes de video se utiliza para mejorar el compromiso cognitivo y para contribuir a la detección de lesiones de rodilla en jugadores de baloncesto. Estos tres casos de uso constituyen, por sí mismas, un estudio de caso dentro del proyecto HumanAID, centrado en la adquisición de habilidades psicomotoras. Mediante un proceso de evaluación con enfoque dual, que incluye un proceso cualitativo para determinar sus aspectos clave y una ponderación cuantitativa de éstos, el resultado de esta tesis busca desarrollar un proceso replicable que pueda evaluar el cumplimiento de CARAIX en los otros tres casos de estudio del proyecto HumanAID, incluyendo i) entrenamiento de vehículos autónomos, ii) competencias en la prevención de riesgos laborales, y iii) sistemas inteligentes de aprendizaje, que complementan el caso de estudio mencionado previamente: iv) adquisición de habilidades psicomotoras. Los principales hallazgos indican que CARAIX respalda el desarrollo de sistemas psicomotores que categorizan el nivel de experiencia (con una precisión del 82.14%) y evalúan el riesgo de lesiones con precisión. También avanza en la clasificación de la fase de deterioro cognitivo (con una sensibilidad del 93.94%), contribuyendo a la realización de cribados, permitiendo así una detección temprana y la posibilidad de ofrecer intervenciones psicomotoras. Además, introduce un conjunto amplio de artefactos de software y criterios de evaluación que vinculan principios teóricos con una implementación práctica, ofreciendo un enfoque sólido para transferir este conocimiento a procesos de auditoría operativos y eficaces. Tales auditorías pueden verificar tanto el cumplimiento normativo como la adhesión a estándares que incorporan consideraciones éticas, asegurando que las mejores prácticas no solo se comprendan, sino que también se apliquen y validen sistemáticamente. La tesis concluye que la IH constituye una base sólida para el desarrollo de una IA centrada en el humano, impulsando el diseño ético de IA promoviendo transparencia, autonomía del usuario y beneficio social, estableciendo una base para futuras investigaciones que amplíen aplicabilidad de los principios de la IH en el desarrollo de sistemas inteligentes de alto riesgo. Este trabajo también aborda sus limitaciones, como la necesidad de realizar pruebas más amplias en ámbitos como el envejecimiento activo, aspectos que están siendo abordados en otras líneas de investigación en curso dentro de PhyUM. Finalmente, el marco propuesto también está alineado con varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) clave, en particular aquellos relacionados con la salud y el bienestar (3), la educación inclusiva (4), la igualdad de género (5), el trabajo decente (8), la reducción de las desigualdades (10) y la sostenibilidad de las comunidades (11). |
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