Alimentar a una población en
aumento, reducir el impacto ambiental, desarrollar computadoras que
aprendan y crear vida artificial son los
desafíos en los que más se invierte. El concepto del “big data” se está
desplazando hacia el “deep learning”, es decir, que las máquinas sean capaces
de aprender. AFP/JUSTIN TALLIS. Clarín
Transportes sin conductor,
coches voladores y aviones solares; prevenir y curar el cáncer y el Alzheimer;
robots para todos los trabajos; alimentos sintéticos; frenar la acidificación
de los océanos: los objetivos de la ciencia son tantos y tan diversos –sólo la
Unión Europea y China tienen 1,5 millones de investigadores cada una– que
resulta difícil identificar qué áreas concentran mayor interés.
En la investigación hay
tendencias y campos en auge; otros quedan relegados. Las inversiones públicas y
privadas no siempre coinciden en determinar prioridades. Así, cuando la revista
Wired invitó al ex presidente de Estados Unidos a editar el número de
noviembre, Barack Obama citó como mayores desafíos científicos la desigualdad
social y el combate contra el cambio climático (tema que el presidente Donald
Trump juzga menor). Además, lograr la ciberseguridad y curar el cáncer y el
Alzheimer.
Por su parte, el físico
Stephen Hawking y el emprendedor tecnológico ruso Yuri Milner lanzaron una
iniciativa para financiar con 100 millones de dólares a los investigadores del
programa SETI, que busca vida extraterrestre. Y otros multimillonarios
invierten en investigar cómo alargar la vida o construir ciudades en el mar.
Carmen Vela, secretaria de
Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación de España, opina que los
mayores desafíos son afrontar los efectos del cambio climático y las áreas que
afectan a la salud, como la medicina personalizada o las investigaciones para
darle mayor bienestar a una población cada vez más envejecida.
Octavi Quintana, que lleva
años en diversos puestos en la Dirección de Investigación de la Comisión
Europea, apunta que “la ciencia contribuye a resolver los problemas de la
sociedad en todos los ámbitos”. Como muestra de los proyectos que podrían
trascender cita dos que son bandera de la UE: el desarrollo del grafeno y
descifrar el cerebro humano. Suma, además, la creación de robots para ayudar a
las personas de mayor edad; la búsqueda de una energía solar para la aviación y
la digitalización del continente africano.
Son varios los ámbitos de
investigación a los que se les destina gran inversión o que representan un
desafío para la humanidad. Uno de los principales es la investigación en
genética, que está pasando a otra dimensión con una técnica que permite
reescribir el genoma. Se usan secuencias del ADN de los mecanismos de defensa
(CRISPR, por sus siglas en inglés), que facilitan activar y desactivar genes, y
luego modificarlos.
Esta edición genética está
cambiando la biología molecular y se viene extendiendo, dada su accesibilidad
en materia de conocimiento y costos, según señala Eduard Batlle, jefe del
programa de oncología del Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB),
España. Además de las investigaciones con animales y en botánica, esta técnica
empezó a aplicarse en ensayos humanos de terapias contra el cáncer,
precisamente para editar genéticamente células que potencien el sistema inmune.
¿El proyecto más ambicioso? Crear un genoma humano artificial, en el
laboratorio, desde cero, y hacerlo inmune a virus y bacterias, o sin los
defectos genéticos que causan patologías.
El año pasado, en una reunión
en la Universidad de Harvard (Estados Unidos) a la que asistieron 150
genetistas, emprendedores biotecnológicos y expertos en ética, se dijo que este
objetivo podría lograrse en diez años, con una inversión inicial de 100
millones de dólares. Entre los promotores de la idea figuraron destacados
genetistas como Jef Boeke (que trabaja en sintetizar artificialmente el genoma
de la levadura) y George Church, que auspició el desarrollo del CRISPR y lo
ensaya para modificar genes de cerdo, a fin de evitar el rechazo inmunológico
en los trasplantes de órganos de este animal a humanos. Claro que la reunión de
Harvard generó polémica. Muchos advirtieron sobre los riesgos evolutivos de
crear vida artificial.
Otro tema que es y será clave
es la investigación en materiales. Desde que sus descubridores ganaron el
premio Nobel en 2010, el grafeno es considerado el material protagonista del
futuro: es duro como el diamante, liviano y flexible y, además, relativamente
barato. En la actualidad existen unos 5.000 materiales del tipo del grafeno,
llamados “bidimensionales” porque se fabrican en láminas plegables de un átomo
de espesor. Se derivan del fósforo, el boro, el nitrógeno y varios minerales.
Los científicos estudian sus propiedades y aprenden a obtenerlos en el
laboratorio, según las necesidades (que sea superaislante, superconductor,
flexible...), y a ensamblarlos. El siguiente paso será extender su uso en
distintos productos.
Por ser flexible, absorber
bien la luz y detectar y transmitir muy eficazmente señales eléctricas, el
grafeno puede ser muy útil en aparatos sensores. Por eso se ensaya en
nanosensores químicos, sensibles a cambios térmicos, o en sensores biomédicos
para detectar patógenos, y en implantes cerebrales. En Manchester, el grupo de
descubridores del grafeno estudia -con la financiación de Bill Gates- si sería
posible utilizarlo para fabricar preservativos más seguros.
Además, el laboratorio Roche
colidera un equipo que investiga el uso de grafeno en procesadores basados en
el espín de los electrones, un estado de estas partículas que se alarga con el
grafeno: se augura que estos procesadores cambiarán la informática. En otra
línea, la compañía Airbus busca mezclar grafeno en el fuselaje de los aviones, con
el objetivo de reducir los daños ante el impacto de un rayo. Una desventaja
para nada menor es que muchos de los nuevos materiales que se desarrollan no
son biodegradables, por lo que habrá que evaluar su impacto ambiental.
Un importante tema social del
que la ciencia tendrá que ocuparse de lleno es cómo gobernar un mundo
desencantado. Cada semana, un millón de personas se va a vivir del campo a la
ciudad, lo que, dado el aumento de la población mundial, augura gigantescas
aglomeraciones urbanas en las próximas décadas. Esto sumado a otros ítems
complejos: la creciente desigualdad socioeconómica, la situación general del
sistema capitalista, del que no se sabe, además, cómo asumirá la creciente
automatización laboral; la crisis de la Unión Europea y el auge de las derechas
autárquicas y xenófobas, entre muchos otros factores. No llama la atención que
en las principales instituciones dedicadas a las ciencias sociales, muchos
expertos se devanen los sesos para deducir cómo deberían evolucionar las formas
de gobierno y organización social, a fin de garantizar una convivencia
pacífica.
Además, el mejor sistema de
gobierno logrado hasta ahora, el democrático, está en peligro. Así lo cree un
estudioso del tema, Yascha Mounk, profesor de Política en la Universidad de
Harvard: “La gente está perdiendo su confianza en las instituciones
democráticas. Tiene razones para estar enojada. A lo largo de la historia de la
estabilidad democrática, el nivel de vida medio de la población fue aumentando
de una generación a otra. Pero ya no. Debemos descubrir cómo nuestras
democracias pueden ser estables en esta nueva circunstancia”.
“Hace unos años –sigue Mounk–
me preocupaba el estado de las democracias liberales, pero pensaba que -por
suerte-, no tenían alternativas viables. Nadie iba a imitar el régimen
teocrático de Irán, ni el ideológicamente incoherente de China. Pero esto
cambió. En Rusia, Hungría o Polonia, los populistas aplican una forma de
democracia ‘iliberal’ (no liberal): un sistema en que un líder fuerte canaliza
la voz de la gente pero desprecia los derechos e intereses de muchos
ciudadanos. Este formato será un desastre a largo plazo, pero ahora resulta muy
atractivo en Europa occidental y Norteamérica”. De esta manera, abundan los
estudios con financiación pública y privada que analizan desde la situación
social actual hasta cómo conseguir una sociedad más igualitaria, o que los
jóvenes no canalicen su activismo sólo en protestas y elijan, en cambio,
participar en instituciones políticas.
¿Computadoras que aprendan?
Este es otro tema fuerte para la ciencia. El concepto del big data se está
desplazando hacia el deep learning o machine learning, es decir, que las
máquinas sean capaces de aprender, lo que implica un paso más en la
inteligencia artificial. Estas tecnologías buscan que las computadoras aprendan
de su acción y que se adapten a escenarios cambiantes. El objetivo se completa
con programas de reconocimiento del lenguaje humano, de visión y detección de
movimientos.
“No es del todo cierto que las
computadoras aprendan, pero se avanza en esa dirección”, puntualiza Jordi
Torres, catedrático de la Universitat Politècnica de Catalunya e investigador
del Barcelona Supercomputing Center (BSC). Cuando las computadoras piensen o
reaccionen como los humanos y se reprogramen entre ellas habrá un cambio de
paradigma. Ya hay voces que alertan que pueden ser las últimas décadas en que
los humanos sean los seres más inteligentes.
Gartner, una de las mayores
consultoras tecnológicas, prevé una digitalización cada vez más inteligente a
partir de 2020. Dominarían los asistentes virtuales (como Siri y otros
similares) y los robots que interactúan con humanos, pero también las apps
serán capaces de llevar a cabo tareas más complejas. Y todo en un marco creciente
de realidad virtual.
No puede dejarse de lado el
horizonte de la computación cuántica. Es que las computadoras procesan la
información gracias a un sistema binario (0/1). El sistema cuántico busca
aplicar los estados de los elementos del átomo, que permiten más posiciones. Así
se procesaría todavía más información, más rápido.
Hablando de recursos, disponer
de energías alternativas a los combustibles fósiles es clave: hace tiempo está
previsto que se acaben. “Hay que cambiar de modelo energético, usar menos
combustibles fósiles y mejorar su combustión para reducir los efectos sobre el
planeta”, dice Ramón Gavela, director de energía del Centro de Investigaciones
Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), organismo público
español para la investigación y promoción del uso de diferentes energías.
En todo el mundo se investigan
fuentes de energía alternativas, en busca de una que sea limpia, abundante y
accesible para todos. De las renovables, la eólica y la solar fotovoltaica son
las más desarrolladas y su uso crece, pero se debe mejorar su almacenaje y
distribución. Se impulsan, además, la energía solar termoeléctrica, los
biocarburantes y las energías que usan el agua.
Según Gavela, la alternativa
más efectiva a los combustibles fósiles será la fusión nuclear. Está convencido
de que esta forma se conseguirá “a largo plazo”. La idea es imitar la energía
del sol y otras estrellas, fusionando núcleos atómicos a temperatura extrema.
Investigadores europeos confían en disponer de esta fuente energética para
2050, para lo que están construyendo instalaciones muy costosas, igual que
Estados Unidos, China y Japón.
Un tema complejo que alerta a
la comunidad científica es que según estudios de la FAO/ONU, la producción
alimentaria mundial deberá crecer más del 1% anual en las próximas décadas para
satisfacer las necesidades de la creciente población. No se podrá disponer de
mucha más tierra de cultivo y, para colmo, habrá que reducir el impacto
ambiental con sistemas de cultivo más eficientes. Esto con el inconveniente de
que el cambio climático dificultará la agricultura en muchas regiones.
Ayudan las estrategias como
mejorar la genética de las plantas, pero a corto plazo los investigadores
trabajan en el lema de la FAO “more crop per drop” (“más producción por gota de
agua”). Se usan sensores en el suelo y las plantas, cálculos de datos obtenidos
por satélite y modelos de balance hídrico para aplicar el agua estrictamente
necesaria, explica Diego Intrigliolo, investigador del Centro de Edafología y
Biología Aplicada de Murcia, España. Su equipo prueba estos sistemas de riego
de precisión en cultivos como la lechuga y consiguió un ahorro de agua del 15%.
El smart farming es una tendencia mundial.
La carrera espacial no se
queda atrás: colonizar Marte e instalar bases en la Luna es una ambición de
larga data. Antes de terminar su mandato, Obama anunció que Estados Unidos
programaría un vuelo tripulado a Marte en 2030. El multimillonario Elon Musk,
que fabrica cohetes en su empresa Space X, fijó un horizonte más cercano: cinco
años. Con plazos similares se prevé volver a la Luna y explorar su cara oculta
y reservas naturales. China, Rusia y Europa planean, también, misiones.
La renovada carrera espacial
viene de la mano de la curiosidad y el ansia de demostrar poderío, pero también
de intereses estratégicos y económicos. En las superficies de planetas y
asteroides se espera explotar minerales o el gas helio 3 como fuente de
energía. Y se ve un próspero negocio en los vehículos e instalaciones
espaciales: de hecho, Google tiene reservado un premio para quien proponga una nave
capaz de hacer un viaje tripulado a la Luna.
Para algunos el vuelo espacial
es una atracción lúdica. En eso trabajan compañías como Virgin, el grupo chino
Kuang Chi y Blue Origin de Jeff Bezos (el dueño de Amazon). Los más aventureros
-o pesimistas, según se mire- como Stephen Hawking creen que algun día esos
mundos deberán alojar a la raza humana, que ya no podrá vivir en la Tierra. Como
sea, el fracaso de la sonda Schiaparelli de la Agencia Espacial Europea, que se
estrelló en 2016 cuando aterrizaba en Marte, muestra que aún queda mucho por
investigar.
Por Marta Ricart / La
Vanguardia
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