Inteligencia artificial: máquinas inteligentes para una nueva era

La inteligencia artificial está revolucionando la medicina, la gestión de las ciudades o el arte. Es una tecnología que va a transformar la era postindustrial y la relación de las personas con las máquinas. El desarrollo, aplicación y aspectos éticos de esta tecnología son también retos de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), que mantiene diversas líneas de investigación en el campo de la inteligencia artificial.

Encontrar la cura de enfermedades como la de Alzheimer puede parecer hoy en día una utopía. Pero, ¿y si fuera posible detectarlas cuando ni siquiera han aparecido los primeros síntomas? Así, podrían diseñarse estrategias de intervención tempranas y minimizar el impacto de la enfermedad. Es lo que trata de conseguir el Grupo de Procesamiento de Imagen y Vídeo (GPI) de la Universidad Politécnica de Cataluña – BarcelonaTech (UPC), en colaboración con el Barcelona Beta Brain Research Center (BBRC), que desarrolla una herramienta que, con técnicas de inteligencia artificial (IA), combina datos de las imágenes de resonancia magnética con datos demográficos y genéticos. Con estos datos y los algoritmos adecuados se pueden encontrar personas con riesgo de sufrir la enfermedad de Alzheimer. Es una tecnología que se diseña en el marco del proyecto AIMING y que quiere aplicarse también para el diagnóstico del melanoma y del cáncer de mama, y para ayudar en la elección de la mejor quimioterapia. Este es un ejemplo de cómo la aplicación de la inteligencia artificial puede mejorar el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades.

Mediante las tecnologías de visión artificial, también se potencia el trabajo en red y mejora la asistencia a los pacientes. Así se pone de manifiesto en el proyecto DigiPatICS, con el IDEAI al frente, centrado en optimizar el proceso diagnóstico anatomopatológico en red de los hospitales del Instituto Catalán de la Salud. Desde imágenes médicas y diagnósticos más precisos a un análisis y gestión de los datos más rápido y eficaz, la inteligencia artificial se convierte en una herramienta clave para apoyar la práctica médica y, en definitiva, para contribuir a mejorar la salud.

Pero las aplicaciones de la inteligencia artificial en el ámbito de la medicina van mucho más allá. En la UPC varios grupos de investigación diseñan brazos robóticos para dar apoyo durante las intervenciones quirúrgicas. Es el caso del proyecto SARAS en el que ha tomado parte el Centro de Investigación en Ingeniería Biomédica (CREB). La inteligencia artificial también ayuda a hacer más fácil la estancia de los niños hospitalizados. Con los robots mascota creados como compañeros de habitación se reduce el sufrimiento de niños y niñas internados en centros como el Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona. El proyecto que impulsa el Intelligent Data Science and Artificial Intelligence Research Center (IDEAI), de la UPC, ha recibido el nombre de un niño, el fantasma CASPER.

Mediante algoritmos que analizan imágenes de vídeo y detectan patrones, será posible prevenir suicidios en los trenes. Así se ha demostrado en el proyecto Anomaly Fase O, en el que participan investigadores del Grupo de Ingeniería del Conocimiento y Aprendizaje Automático (KEMLG), del IDEAI y del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Computación (BSC).

Según explica la directora del IDEAI, Karina Gibert, “la inteligencia artificial representa uno de los motores más importantes del cambio de paradigma hacia la transformación digital y permite el viraje hacia una sociedad digital, que desde la visión europea queremos que sea centrada en la persona, orientada al bien común, alineada con la Agenda 2030 y los ODS. Los avances en el conocimiento, la detección y el tratamiento de las enfermedades, y la promoción de estilos de vida saludable, la personalización en las propuestas de consumo e incluso los mecanismos de participación directa abren las puertas de una sociedad que desearíamos que fuera más justa e igualitaria».

La inteligencia artificial no es el futuro, sino el presente, con tecnologías que se han ido introduciendo en nuestro día a día de forma progresiva y otras que todavía están por explorar. Desde que en 1950 el matemático británico Alan Turing abriera el debate sobre la capacidad de razonar de las máquinas, hasta la actualidad, hemos asistido a una revolución en el desarrollo de estas tecnologías, que se encuentran en aplicaciones tan cotidianas y diversas como los sistemas de corrección automática de los teléfonos inteligentes, los asistentes virtuales o los sistemas de asistencia a la conducción. A todo esto se le sumarán cada vez más los hogares inteligentes, con sistemas domóticos que regulan el confort térmico o que realizan la compra de manera automatizada. El resultado final es el de ciudades totalmente conectadas, donde servicios como mensajería, movilidad o redes eléctricas se gestionan con inteligencia artificial.

La digitalización de la industria, mediante fábricas conectadas donde los procesos estarán automatizados, y personas y robots trabajarán de forma coordinada, es el futuro inmediato para el que está trabajando el Centro de Investigación en Control de Movimiento y Aplicaciones Industriales (MCIA). El grupo coordina el proyecto estratégico Looming Factory.

En el ámbito industrial, una de las grandes necesidades también es flexibilizar la demanda energética de los procesos productivos para acelerar la transición energética hacia un modelo más sostenible y abaratar el coste del precio de la energía integrándola en la planificación de la producción. En este sentido, el Centro de Innovación Tecnológica en Convertidores Estáticos y Accionamientos (CITCEA), que es un referente en investigación en este campo, investiga la tecnología necesaria para dar respuesta a estos retos, dentro del proyecto europeo FLEX4FACT, del que es el coordinador científico.

Este mismo centro participa en la transformación digital del sistema energético europeo, mediante inteligencia artificial y blockchain, en otro gran proyecto europeo que lleva por nombre BEYOND. Una iniciativa centrada en implementar mercados locales de electricidad para maximizar el despliegue de energías renovables, haciendo uso de mecanismos de flexibilidad como la respuesta a la demanda o las baterías.

La inteligencia artificial también está cada vez más presente en la creación artística. Artistas, científicos y otros profesionales exploran la interrelación entre ambos mundos en plataformas como el AI and Music S+T+ARTS Festival, que han organizado conjuntamente el festival de música avanzada Sónar, la UPC y el canal de televisión Betevé. Este es el objetivo también del Thinking Lab, un laboratorio de investigación aplicada liderado por el IDEAI y el Centro de la Imagen y la Tecnología Multimedia (CITM) de la UPC y coordinado junto con Sónar, en el marco del mismo proyecto.

Las tecnologías de inteligencia artificial ayudan también a conseguir los retos de la sostenibilidad. En línea con el Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) de conservación de la biodiversidad marina, varios grupos de la UPC desarrollan algoritmos de alto rendimiento y utilizan imágenes por satélite, técnicas de detección remota y aprendizaje automático para detectar yubartas y ballenas grises en las aguas de California, dentro del proyecto ‘Detectability of humpback and gray whales in satellite imagery off California’.

La inteligencia artificial está acelerando la transformación de la industria y la sociedad en un proceso que no está exento de riesgos, como los que pueden afectar a la seguridad de los datos. ¿Cómo se puede garantizar el acceso a los servicios de la red sin poner en riesgo los datos personales? En este campo tienen mucho que decir proyectos como COMPROMISE, en los que participa el grupo de investigación Smart Services for Information Systems and Communication Networks (SISCOM), utilizando técnicas de aprendizaje artificial (machine learning, una modalidad de inteligencia artificial) para mejorar los protocolos de comunicación y proteger la privacidad. En este contexto, se desarrolla una aplicación para analizar datos de los sensores de los teléfonos inteligentes y predecir así el tipo de transporte que utilizará la ciudadanía. El objetivo es mejorar la gestión de la movilidad urbana.

La democratización del acceso a los datos es otro de los retos en inteligencia artificial. En esta línea, el grupo de investigación Integrated Software, Service, Information and Data Engineering (inSSIDE) diseña una plataforma compartida para mejorar el acceso al ecosistema de datos de Barcelona y la gestión de la ciudad desde el punto de vista de los servicios públicos. Una tarea que se desarrolla en el marco del proyecto ‘An Automatic Data Discovery Approach to Enhance Barcelona’s Data Ecosystem’.

Otra de las cuestiones que preocupa a la comunidad científica es cómo evitar que la inteligencia artificial reproduzca los sesgos presentes en la sociedad. ¿Cómo hacer posible, por ejemplo, que los traductores automáticos sean inclusivos y tengan en cuenta las lenguas minoritarias? En este reto está inmerso el Centro de Tecnologías y Aplicaciones del Lenguaje y el Habla (TALP), que crea sistemas de traducción automática más eficientes y que cumplen estos requerimientos. (Fuente: UPC)