¿Qué es underfitting?

El underfitting es el problema opuesto al overfitting. Ocurre cuando un modelo es demasiado simple para capturar la complejidad subyacente de los datos, resultando en un rendimiento deficiente tanto en los datos de entrenamiento como en los datos no vistos. En un modelo con underfitting, las predicciones pueden ser inexactas porque el algoritmo no ha aprendido lo suficiente de los datos de entrenamiento. Este problema puede surgir debido a una elección inadecuada del tipo de modelo o porque los datos de entrenamiento son insuficientes.

¿Cómo se identifica el underfitting?

El underfitting en los modelos de inteligencia artificial se identifica generalmente observando el rendimiento del modelo tanto en los datos de entrenamiento como en los de validación o prueba. Si un modelo tiene underfitting, mostrará un rendimiento pobre en el conjunto de entrenamiento, indicando que no ha aprendido adecuadamente las relaciones subyacentes en los datos. Este bajo rendimiento se caracteriza por errores altos tanto en los datos de entrenamiento como en los de prueba.

Además, al analizar las curvas de aprendizaje, que grafican el error de entrenamiento y validación a lo largo del tiempo o en función del número de datos de entrenamiento, el underfitting se evidencia cuando ambas curvas están altas y cercanas entre sí, mostrando que el modelo no mejora significativamente su rendimiento con más datos o con un entrenamiento prolongado.

En pocas palabras, el underfitting se detecta cuando un modelo es demasiado simple para capturar la complejidad de los datos, resultando en un rendimiento consistentemente bajo tanto durante el entrenamiento como en la validación o prueba.

¿Cómo influye la complejidad del modelo y la cantidad de datos en el riesgo de underfitting?

La complejidad del modelo y la cantidad de datos tienen una influencia significativa en el riesgo de underfitting en el aprendizaje automático. Un modelo con complejidad insuficiente (pocos parámetros, estructura simplificada) puede ser incapaz de capturar las relaciones subyacentes y la estructura en los datos, llevando al underfitting. Esto significa que el modelo no aprende suficiente información de los datos de entrenamiento y, por lo tanto, no puede realizar predicciones precisas ni en los datos de entrenamiento ni en los nuevos datos.

Por otro lado, la cantidad de datos también juega un papel crucial. Incluso un modelo bien diseñado puede sufrir de underfitting si no tiene suficientes datos para aprender. Los datos insuficientes no proporcionan una representación completa de la variabilidad y las características del problema real, limitando la capacidad del modelo para generalizar.

Para mitigar el underfitting, es importante equilibrar la complejidad del modelo con la cantidad y calidad de los datos disponibles. Un modelo más complejo puede ser necesario para datos con muchas características y variaciones, mientras que un conjunto de datos más grande y diverso puede ayudar a mejorar el aprendizaje y la generalización del modelo.

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