Ocho fronteras fascinantes y temibles de la ciencia que debería conocer

A nuestro alrededor, una gran variedad de tecnologías están llegando a la mayoría de edad, transformando nuestro mundo en formas complejas que son difíciles de predecir.

Anticipar lo que va a venir requiere prestar atención a elementos menos conocidos pero importantes del mundo natural antes de que nos atrapen sin estar preparados. Varios de estos ya están listos para generar tecnologías que serán un punto de inflexión y crearán nuevos conocimientos.

Con esto en mente, pedimos a una red de expertos que nos dijeran cuáles son los temas de investigación que más los entusiasman y cuáles, los que más les preocupan. Seiscientos sesenta respondieron. Creemos que sus respuestas lo sorprenderán.

Como es de esperar, las mismas tecnologías de las que muchos de nosotros leemos y hablamos son también prioritarias en las mentes de los expertos. Los problemas complejos que surgieron incluyeron a los sospechosos habituales, la inteligencia artificial, la modificación del genoma humano, la energía sostenible y el futuro de las armas.

Pero si queremos estar mejor preparados para esperar lo inesperado, debemos escuchar con más atención. La Encuesta de Futuras Fronteras apunta precisamente a eso. En lo profundo de los datos, encontramos voces cuyas esperanzas y temores sonaron diferentes a los del resto.

A partir de estas respuestas intrigantes, extrajimos ocho Fronteras Futuras de la ciencia y la tecnología que todos deberíamos conocer más. Cuatro son muy prometedoras y cuatro representan grandes riesgos.

¿Cómo pueden las plantas convertir la luz solar en energía química con la que pueden vivir en una milmillonésima parte de un segundo? ¿Cómo pueden las aves detectar el campo magnético de la Tierra para navegar miles de millas? ¿Cómo puede nuestro ADN mutar al azar sin causa aparente? ¿Qué es la conciencia?

Comprender cómo evolucionó la biología para aprovechar el comportamiento manifiestamente cuántico y qué papel puede tener la física cuántica en el cerebro humano es un área de investigación incipiente pero en crecimiento. Podría responder a algunos de los mayores misterios de la ciencia y conducir a tecnologías que superan nuestra imaginación. Obtenga más información en este artículo.

No pasa un día sin que aparezca alguna noticia sobre cómo la inteligencia artificial cambiará nuestro mundo. Pero la IA que hoy conocemos tiene grandes limitaciones. Para que las máquinas aprendan, se requieren enormes conjuntos de datos de capacitación. Cuando se enfrentan a situaciones que difieren de los ejemplos utilizados en la capacitación, colapsan. La inteligencia humana hace exactamente lo opuesto. Vemos una nueva situación que nos sorprende, y con datos muy escasos, nuestros cerebros se programan para generalizar y, la mayoría de las veces, con excelentes resultados.

Los sistemas de inteligencia artificial que conocemos hoy en día siguen siendo impresionantes, pero probablemente son como un pequeño poni que repite siempre el mismo truco. Un sistema que puede aprender con tanta agilidad como un ser humano y ofrecer servicios valiosos sin la necesidad de grandes cantidades de datos de capacitación sería un verdadero cambio. Podría equiparar o superar nuestras propias capacidades.

Pocas cosas han cambiado la condición humana más que nuestra capacidad para aprovechar la energía eléctrica. Pero con el tiempo, la electricidad que almacenamos en una batería se degrada, y cuando transmitimos electricidad a través de cables, siempre algo de energía se pierde. Los materiales superconductores pueden lograr la transmisión y el almacenamiento de electricidad sin pérdidas, y crear poderosos campos magnéticos que nunca se debilitan.

Imagine trenes de levitación que pueden alcanzar velocidades increíbles; un mundo alimentado enteramente por granjas solares en el desierto; computadoras ultrarrápidas; máquinas económicas de resonancia magnética; y otras tecnologías que jamás hemos soñado.

Sin embargo, los superconductores que tenemos hoy en día solo funcionan cuando se enfrían a cientos de grados bajo cero. Esta es una hazaña técnicamente difícil que hace que la tecnología superconductora sea imposible de escalar comercialmente. Lograr la superconductividad a temperatura ambiente transformaría el mundo de una manera comparable a cuando comenzamos a usar electricidad.

Desde arañas y escorpiones hasta ranas y caracoles, existen más de 220.000 especies que producen los complejos cócteles de toxinas llamados venenos. Los venenos contienen proteínas poderosas que han evolucionado para actuar con rapidez y de manera muy precisa, uniéndose a objetivos específicos en el cuerpo como un candado y una llave, con un efecto devastador. En resumen, son las drogas perfectas que nos provee la naturaleza. Si los expertos en química pudieran producir medicamentos que funcionen tan bien como el veneno, veríamos un aumento drástico en la eficacia de los medicamentos y una disminución en los efectos secundarios.

Una de las razones por las que los fabricantes de medicamentos no han usado más los venenos es la dificultad de esclarecer su compleja composición química para identificar los ingredientes activos. Pero la aplicación de nuevas tecnologías 'ómicas', herramientas que caracterizan sistemáticamente las diferencias en el ADN, el ARN, las proteínas y las moléculas involucradas en las estructuras celulares y el metabolismo, están permitiendo que los científicos descodifiquen y cataloguen la estructura del veneno a un ritmo mucho más rápido. Podrían conducir a una revolución en el descubrimiento de medicamentos para tratar enfermedades humanas.

Este artículo sobre la intoxicante ciencia de la venómica analiza este tema en profundidad.

Ya sean drones, armas de fuego o robots, lo que define a los sistemas de armas letales autónomas (lethal autonomous weapon systems, LAWS) es que, una vez desplegados, toman sus propias decisiones sobre cuándo usar o no su fuerza letal.

Para obtener información completa, lea este artículo de Peter Maurer, Presidente del Comité Internacional de la Cruz Roja.

Los fanáticos de la ciencia ficción han soñado durante mucho tiempo con dispositivos portátiles que diagnostican enfermedades y dolencias con un escaneo rápido del cuerpo. Dicha tecnología está ahora cerca de hacerse realidad, con la llegada de algoritmos que pueden analizar grabaciones de video, texto y audio para identificar patrones sutiles, o anomalías que los ojos y oídos humanos no pueden captar.

Si bien el fenotipo digital podría empoderar a las personas, también podría usarse para evaluar de forma pasiva a las poblaciones sin su consentimiento o conocimiento. Las cámaras de seguridad y vigilancia se han convertido en un hecho cotidiano en ciudades, centros de transporte, oficinas e incluso escuelas. Pronto, estos sistemas podrán captar cambios en nuestra salud física y mental sin que nosotros lo sepamos.

La expansión de dispositivos digitales que rastrean nuestros patrones de comportamiento podría incluso estar a punto de cambiar el campo de la psiquiatría, escribe Amit Etkin, Profesor Asociado de Ciencias de la Psiquiatría y el Comportamiento en la Universidad de Stanford, en este artículo.

Lo que hagan las empresas, los gobiernos o terceros con esos datos abrirá una nueva frontera en los ya complicados debates sobre privacidad de datos y derechos digitales.

Fuerzas intangibles, como las corrientes eléctricas, las ondas de ultrasonido y la estimulación magnética, pueden utilizarse para alterar los estados mentales, los comportamientos o la fisiología del cerebro en formas que solían requerir traspasar el cráneo por medio de una cirugía o ingerir medicamentos. Esto ha dado como resultado nuevos tratamientos para la depresión persistente o el alivio de los temblores de la enfermedad de Parkinson sin tener que implantar un dispositivo en el cerebro del paciente.

Pero sin una regulación clara, esta tecnología es fácil de usar en formas no aprobadas, que podrían poner a los consumidores en riesgo. Ya existe un pequeño mercado que se desarrolla en torno a los kits de estimulación cerebral caseros. Llevando las conclusiones a un extremo, no es difícil imaginar un futuro en el que las empresas y los gobiernos puedan implantar dispositivos para manipular los estados mentales de los trabajadores, soldados o ciudadanos, regulando sus niveles de vigilia, sumisión a la autoridad, temores o inhibiciones.

Para obtener más información sobre la ciencia de control mental no invasiva, vea nuestra entrevista con Antoine Jerusalem, Profesor en el Departamento de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de Oxford.

Esta es la capacidad de usar inteligencia artificial, técnicas de neuroimagen y datos masivos para identificar individuos y situaciones hipotéticas donde existe una alta probabilidad de que ocurra un delito. La inteligencia artificial utilizada en las salas de juzgados puede ayudar a que la justicia sea más eficiente, pero considere los riesgos en un mundo donde proliferan los algoritmos de falsificación de pruebas.

Nos enfrentamos a una revolución digital, sostiene Daniela Piana en este artículo que analiza la ética de la justicia predictiva. Depende de nosotros garantizar que sigamos siendo gobernados por la ley en lugar de caer en la trampa de hacer que el imperio de la ley sea igual a la regla del código.

David Gleicher es director de Ciencia y Sociedad del Foro Económico Mundial.