Los lauros otorgados este año en las áreas de Física y Química reconocieron avances vinculados estrechamente con la quizás más vanguardista tecnología informática de estos tiempos, un hecho histórico que puede marcar el inicio de una nueva era en las investigaciones científicas
Me excuso de antemano por la frase manida, pero he de decirlo: la inteligencia artificial (IA) ha llegado para quedarse.
Lo que la mayoría de las personas están conociendo a través de los chatbots (programas informáticos con los que se puede mantener una conversación) y sus respuestas “para todo”, ha alcanzado un potencial que acelera el desarrollo de la ciencia.
Y lo hace a tal punto que no me extrañaría ver, en unos años, cómo mediante IA será posible diseñar la próxima vacuna que salvará a muchos de una futura epidemia, el fármaco contra una enfermedad incurable hasta el momento o un propulsor capaz de revolucionar las misiones espaciales.
Si piensa que exagero, pensemos en los Premios Nobel otorgados este año en las áreas de Física y Química, los cuales no solo reconocen importantes avances en cada disciplina, sino que también destacan SU vínculo con la inteligencia artificial como herramienta revolucionaria en la ciencia moderna.
Aunque no de manera directa, al conferir sus galardones de 2024 la Real Academia Sueca de las Ciencias reconoció cómo la IA está desempeñando un papel cada vez más crucial en la investigación científica, desde la comprensión de las complejidades biológicas hasta la resolución de problemas que antes eran casi imposibles de abordar.
Nobel a la Física computacional
El Nobel de Física 2024 correspondió a los doctores John Hopfield y Geoffrey Hinton, “por los descubrimientos que han ayudado a que las computadoras aprendan en la manera que lo hace el cerebro humano, proveyendo así los pilares para el desarrollo en inteligencia artificial”.
De acuerdo con el Comité del Nobel, las investigaciones de Hopfield y Hinton han sentado las bases en las redes neuronales artificiales, uno de los cimientos de la IA moderna. Dichas redes imitan las conexiones neuronales del cerebro humano, lo que les permite realizar complejas tareas de procesamiento de datos y mejorar con el tiempo mediante el aprendizaje automático.
Los avances en redes neuronales han sido fundamentales en aplicaciones como el reconocimiento de voz, la visión por computadora y la creación de modelos predictivos en diversas áreas, desde la física de partículas hasta el análisis de datos ambientales.
Hinton y Hopfield pertenecieron a una pequeña comunidad académica que por años nutrió y cultivó las redes neuronales, cuando el resto del mundo prácticamente las ignoraba.
Hopfield, físico estadounidense y profesor emérito de la Universidad de Princeton, enfocó su trabajo durante la década de 1980 en la forma en la cual los procesos del cerebro pueden informar a las máquinas cómo se guardan y reproducen patrones.
En 1981 desarrolló un modelo de puntos neuronales conocido como la Red Hopfield; en él describe cómo el cerebro usa las memorias cuando es alimentado con información parcial. Hoy, con 91 años, es el tercer laureado de mayor edad en ganar un Nobel.
Por su parte, el científico cognitivo británico Hinton ha vivido y trabajado principalmente en Estados Unidos y Canadá durante los últimos 50 años y es profesor de Ciencias de la Computación en la Universidad de Toronto.
Es considerado uno de los padres del “aprendizaje profundo”, una técnica que permite a las redes neuronales identificar patrones complejos en grandes volúmenes de datos. Igualmente es conocido como “el padrino de la inteligencia artificial”, al investigar el sistema matemático y computacional que aprende habilidades mediante el análisis de datos.
¿Sería raro pensar entonces en que quien impulsó el avance de esta tecnología, al mismo tiempo alarme sobre sus peligros?
Durante una década, Hinton ayudó a convertir a Google en el gran referente de la IA, desarrollando la tecnología que abrió el camino a sistemas actuales como ChatGPT. Sin embargo, el año pasado dimitió, alegando que así podía hablar libremente de los peligros “aterradores” de ese sistema artificial. Le preocupa que la IA pueda superar el cerebro humano o que nadie tenga garantías de cómo mantenerla bajo control.
“En este momento, los sistemas de IA no son más inteligentes que nosotros, por lo que puedo decir. Pero creo que pronto lo serán”, dijo en una entrevista publicada por el diario The New York Times.
Tras la noticia del Nobel de Física, tanto él como su compañero de fórmula dijeron sentirse sorprendidos, y agradecieron la recompensa a un trabajo convertido en parte de la vida cotidiana.
Mas no perdieron la oportunidad de reiterar el llamado a que las empresas dediquen un porcentaje de sus recursos de computación a evitar un futuro “apocalíptico” con la IA, riesgo que ellos ven inminente, pero que no pocos de sus propios colegas consideran “absurdo, fantasioso y hasta ridículo”.
La química de las proteínas
El Nobel de Química 2024 se centró en los componentes básicos de la vida: las proteínas. Lo recibieron conjuntamente el bioquímico estadounidense David Baker y los investigadores Demis Hassabis y John M. Jumper.
Baker es profesor de la Universidad de Washington. En 2003 logró utilizar los 20 aminoácidos naturales en el diseño una nueva proteína que no se parecía a ninguna otra.
Desde entonces, su grupo de investigación ha creado otras que se pueden utilizar como fármacos, nanomateriales y sensores diminutos. Además, ha desarrollado herramientas como el software Rosetta que permite diseñar proteínas específicas para combatir enfermedades y crear vacunas más efectivas.
Justamente por lograr la hazaña casi imposible de construir tipos de proteínas completamente nuevos mediante un diseño computacional, obtuvo este año el Nobel.
En tanto, Hassabis (cofundador de la empresa de investigación de IA que se convirtió en Google DeepMind) y Jumper (investigador sénior en la filial de esta última en Londres) obtuvieron el lauro por desarrollar un modelo que predice las estructuras complejas de las proteínas.
En 2020, ambos presentaron un sistema llamado AlphaFold2, capaz de predecir la estructura tridimensional de una proteína basada únicamente en su secuencia de aminoácidos.
Con la ayuda de este modelo, que funciona como una especie de buscador Google de estructuras proteicas, se ha podido predecir la estructura de prácticamente los 200 millones de proteínas que los investigadores han identificado.
Este resultado abre nuevas puertas en el desarrollo de fármacos, así como en la investigación de enfermedades como el cáncer y el alzhéimer. De igual forma, contribuye a identificar las mejores dianas terapéuticas, simular la efectividad de medicamentos sin necesidad de ensayos con animales, y a prever efectos sobre células y tejidos antes de llevar a cabo pruebas clínicas.
De hecho, también podría dar lugar a nuevas herramientas biológicas, como enzimas que descompongan de manera eficaz las botellas de plástico, transformándolas en materiales fácilmente reutilizables y reciclables.
“AlphaFold representa un hito en la aplicación de la IA al ámbito científico. Demuestra cómo las tecnologías avanzadas pueden acelerar el ritmo de los descubrimientos. Desde su aparición, este programa informático capaz de competir con los mejores jugadores del mundo del antiguo juego de mesa chino Go ha sido utilizado por más de dos millones de investigadores de 190 países”, reseña National Geographic.
Aun así, AlphaFold no ha escapado a la polémica ni a las críticas de quienes alegan que su predicción de proteínas “no es muy diferente a lo que se hacía en los años 50 y 60 para estimar las trayectorias de proyectiles o a lo que hizo la NASA para llegar a la Luna, si bien con computadoras primitivas”.
Las fórmulas del conflicto
Es una realidad. Unos celebran la relevancia de la IA como un software cuyo potencial apenas estamos explorando, a otros tantos les alarma la posibilidad de que las máquinas puedan ocupar el lugar de los científicos.
De ser así, como bien expresó el computólogo más reconocido de México, Carlos Coello Coello, tal vez la herramienta de IA obtenga el principal Premio Nobel y los humanos necesiten su propia categoría.
Ninguno de los cinco investigadores galardonados este año es un físico o químico “tradicional”. Ciertamente, están más ligados al diseño de las herramientas computacionales de IA que al área en la que son reconocidos. Pero, como sabemos, no hay un Premio Nobel en Computación, al menos hasta ahora.
De ahí que lo reconocido por el comité noruego es que los conceptos de la física y la química, llevados a la computación, cambiaron el mundo y seguirán haciéndolo como muestra de que sí puede existir una ciencia de lo artificial, que no solo hace los cálculos.
“El desarrollo de esta tecnología nos va a llevar a una nueva era de la investigación, no solo de interdisciplinas, sino donde la herramienta computaciona l ya tiene relevancia. No será solo una tecnología para hacer presentaciones o cálculos rápidos, sino de un software cuyo potencial apenas estamos explorando”, agregó Coello.
Y acota: “La pregunta es ¿qué más podrán hacer? A mí me gusta pensar que resolver los grandes problemas de la humanidad y del planeta, pero necesitamos los modelos hacia ese futuro posible”.
En cualquier caso, cuando miremos al pasado, los Premios Nobel de 2024 serán recordados como la primera edición protagonizada por la inteligencia artificial y la que allana el camino a la interrelación entre ciencias puras e informática.
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Para completar la lista…
Los Premios Nobel se entregan cada año desde 1901 en seis categorías. Son considerados los más prestigiosos en sus respectivos campos al destacar la excelencia científica y literaria, el impacto en la sociedad y la humanidad, además de ser considerados un incentivo para la innovación y la investigación.
Le proponemos conocer el resto de galardonados en 2024:
1. El Premio Nobel de Economía 2024, otorgado por la Academia Sueca al economista británico James A. Robinson, autor del libro Por qué fracasan las naciones, junto a sus colegas Daron Acemoğlu y Simon Johnson. Los tres fueron galardonados, de acuerdo con la comunicación oficial de la organización del Nobel, por sus estudios sobre cómo se forman las instituciones y cómo afectan a la prosperidad.
2. La organización japonesa Nihon Hidankyo, conformada por sobrevivientes de las bombas atómicas que Estados Unidos lanzó sobre Hiroshima y Nagasaki en 1945, ganó el Premio Nobel de la Paz. El Comité Nobel justificó su decisión en los “esfuerzos del movimiento por lograr un mundo libre de armas nucleares y por demostrar, a través de los testimonios de testigos, que las armas nucleares jamás deberían ser utilizadas otra vez”.
3. El Premio Nobel de Literatura 2024 se otorgó a la autora surcoreana Han Kang por su intensa prosa poética, que afronta traumas históricos y expone la fragilidad de la vida humana. Han, de 53 años, es la mujer número 18 en recibir este importante galardón y la primera asiática y el tercer escritor proveniente de Corea del Sur. Su obra tiene una conciencia única de las conexiones entre el cuerpo y el alma, los vivos y los muertos, y se ha convertido en una innovadora de la prosa contemporánea.
4. La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska otorgó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2024 a los científicos estadounidenses Víctor Ambros y Gary Ruvkun, por el descubrimiento del microARN y su papel en la regulación genética postranscripcional. Este descubrimiento revela “un principio completamente nuevo de regulación génetica que es esencial para los organismos multicelulares, incluidos los humanos”. De acuerdo con National Geographic, los microARN están demostrando ser fundamentalmente importantes para la forma en que los organismos se desarrollan y funcionan.
