Razonamiento

Modelos de razonamiento y chain-of-thought

Los modelos de razonamiento representan una nueva generación de sistemas de inteligencia artificial que incorporan capacidades de pensamiento estructurado antes de generar sus respuestas finales. A diferencia de los modelos tradicionales como GPT-4.1 que procesan y responden de forma directa, los modelos razonadores como o3 y o4-mini ejecutan un proceso interno de análisis paso a paso que les permite abordar problemas complejos con mayor precisión.

Diferencias fundamentales entre modelos estándar y razonadores

Los modelos estándar como GPT-4.1 generan respuestas mediante un proceso de predicción secuencial de tokens, donde cada palabra se selecciona basándose en el contexto previo. Este enfoque es eficiente para la mayoría de tareas de generación de texto, pero puede presentar limitaciones en problemas que requieren razonamiento lógico complejo o múltiples pasos de análisis.

from openai import OpenAI

client = OpenAI()

# Modelo estándar - respuesta directa
response = client.responses.create(
    model="gpt-4.1",
    input="Resuelve: Si tengo 15 manzanas y regalo 1/3, ¿cuántas me quedan?"
)

print(response.output_text)
# Salida típica: "Te quedan 10 manzanas."

Los modelos razonadores, por el contrario, incorporan una fase de pensamiento interno donde analizan el problema, consideran diferentes enfoques y estructuran su razonamiento antes de proporcionar la respuesta final. Este proceso se refleja en un mayor consumo de tokens y tiempo de procesamiento.

# Modelo razonador - incluye proceso de pensamiento
response = client.responses.create(
    model="o4-mini",
    input="Resuelve: Si tengo 15 manzanas y regalo 1/3, ¿cuántas me quedan?"
)

print(response.output_text)
# Salida típica incluye razonamiento:
# "Primero calculo 1/3 de 15: 15 ÷ 3 = 5 manzanas.
# Luego resto: 15 - 5 = 10 manzanas.
# Por tanto, me quedan 10 manzanas."

Técnica chain-of-thought en prompts

La técnica chain-of-thought (cadena de pensamiento) consiste en estructurar los prompts para que el modelo descomponga problemas complejos en pasos lógicos secuenciales. Esta aproximación mejora significativamente la precisión en tareas que requieren razonamiento matemático, análisis lógico o resolución de problemas multi-etapa.

Implementación básica de chain-of-thought:

prompt_cot = """
Resuelve el siguiente problema paso a paso:

Problema: Una tienda tiene 240 productos. El lunes vende 1/4 de su inventario, 
el martes vende 1/3 de lo que quedaba, y el miércoles vende 20 productos más.
¿Cuántos productos quedan?

Piensa paso a paso:
1. Calcula cuántos productos se vendieron el lunes
2. Determina cuántos quedaron después del lunes  
3. Calcula cuántos se vendieron el martes
4. Determina cuántos quedaron después del martes
5. Resta los productos vendidos el miércoles
6. Proporciona la respuesta final
"""

response = client.responses.create(
    model="gpt-4.1",
    input=prompt_cot
)

Prompts optimizados para modelos razonadores

Los modelos razonadores responden especialmente bien a prompts que explicitan la necesidad de análisis detallado y consideración de múltiples perspectivas. Estos modelos aprovechan mejor las instrucciones que solicitan verificación de resultados y exploración de enfoques alternativos.

prompt_razonador = """
Analiza el siguiente escenario empresarial y proporciona una recomendación fundamentada:

Escenario: Una startup tecnológica debe decidir entre dos estrategias de crecimiento:
- Opción A: Expansión rápida con inversión de 2M€ y riesgo alto
- Opción B: Crecimiento orgánico con inversión de 500K€ y riesgo moderado

Considera:
- Análisis de riesgos y beneficios de cada opción
- Factores del mercado actual
- Recursos disponibles de la empresa
- Escenarios de éxito y fracaso
- Recomendación final con justificación detallada
"""

response = client.responses.create(
    model="o3",
    input=prompt_razonador
)

Cuándo utilizar modelos razonadores vs estándar

La elección entre modelos razonadores y estándar debe basarse en la naturaleza de la tarea y los recursos disponibles. Los modelos razonadores son especialmente valiosos en escenarios que requieren:

• Resolución de problemas matemáticos complejos con múltiples variables
• Análisis lógico que involucre premisas y conclusiones encadenadas
• Toma de decisiones que requiera evaluar múltiples factores
• Verificación de información y detección de inconsistencias
• Planificación estratégica con consideración de escenarios alternativos

# Ejemplo: Selección de modelo basada en complejidad
def seleccionar_modelo(tipo_tarea):
    if tipo_tarea in ["matematicas_complejas", "analisis_logico", "planificacion"]:
        return "o4-mini"  # Modelo razonador
    elif tipo_tarea in ["generacion_texto", "resumen", "traduccion"]:
        return "gpt-4.1"  # Modelo estándar
    else:
        return "gpt-4.1-mini"  # Modelo ligero para tareas simples

# Uso práctico
modelo = seleccionar_modelo("matematicas_complejas")
response = client.responses.create(
    model=modelo,
    input="Calcula la probabilidad de obtener exactamente 3 caras en 8 lanzamientos de moneda"
)

Consideraciones de costes y rendimiento

Los modelos razonadores consumen significativamente más tokens debido a su proceso interno de análisis. 

Estos tokens de razonamiento se cobran a precio de output tokens:

Mientras que un modelo estándar puede generar una respuesta de 50 tokens, un modelo razonador puede utilizar 200-300 tokens adicionales para el proceso de razonamiento interno, lo que se traduce en costes 3-4 veces superiores.

# Monitorización de uso de tokens
response = client.responses.create(
    model="o4-mini",
    input="Explica la paradoja del cumpleaños en probabilidad"
)

# Los modelos razonadores proporcionan información detallada de uso
print(f"Tokens de entrada: {response.usage.input_tokens}")
print(f"Tokens de razonamiento: {response.usage.reasoning_tokens}")
print(f"Tokens de salida: {response.usage.output_tokens}")
print(f"Total: {response.usage.total_tokens}")

Esta diferencia en el consumo de recursos hace que la selección estratégica del modelo sea crucial para optimizar tanto la calidad de las respuestas como la eficiencia económica del sistema.