Cómo funciona el aprendizaje: loss, objetivo y ERM
Un modelo que "aprende" está haciendo algo mecánico: tiene parámetros, una forma de convertir parámetros + input en una predicción, y una función de pérdida que puntúa qué tan equivocada está cada predicción. El entrenamiento es la búsqueda de parámetros que hagan chica la pérdida promedio.
Las tres piezas
- Una familia de modelos — una función parametrizada
f(x; θ). Los parámetrosθson lo que cambia el entrenamiento (pesos de una red, coeficientes de una regresión). - Una función de pérdida —
L(prediction, target)devuelve un número grande cuando la predicción es mala. Ejemplos: error cuadrático para regresión, cross-entropy para clasificación. - Un optimizador — un procedimiento que empuja
θpara reducir el loss, casi siempre una variante de gradient descent.
Minimización empírica del riesgo (ERM)
En realidad queremos bajo loss sobre la distribución verdadera de datos ("riesgo"), pero solo tenemos una muestra finita. Entonces minimizamos la pérdida promedio en el training set — el riesgo empírico — y esperamos que siga al riesgo verdadero:
minimizar sobre θ: (1/N) Σ L( f(xᵢ; θ), yᵢ )
Esa "esperanza" es todo el juego. Cuando el riesgo empírico es bajo pero el riesgo verdadero es alto, tenés overfitting. La brecha entre ambos es lo que la evaluación held-out existe para estimar.
El loss codifica lo que realmente querés
El loss es una declaración de valor, no una tecnicalidad. Si los falsos negativos son peores que los falsos positivos, el loss tiene que decirlo (pesos por clase, costos custom). Un modelo optimiza exactamente lo que medís, no lo que quisiste decir.
- El error cuadrático castiga desproporcionadamente los errores grandes → sensible a outliers.
- Cross-entropy castiga fuerte las respuestas equivocadas con confianza → empuja calibración.
- Un proxy loss (lo diferenciable) suele diferir del objetivo real (lo que le importa al negocio). Cuidá esa brecha.
Trampa
Optimizar el objetivo equivocado es el bug más caro en ML, y es silencioso: la curva de loss se ve genial mientras el modelo mejora en lo incorrecto.
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