Para acelerar el progreso y afrontar los desafíos globales con mucha más eficacia, necesitamos una nueva forma de hacer ciencia.
La inteligencia artificial “cerrará el ciclo” en el descubrimiento científico.
Los esfuerzos humanos son esenciales para el conjunto: necesitamos más del llamado intercambio de conocimiento y “comunidades de descubrimiento” colaborativas, y deben ser de naturaleza diversa.
El COVID-19 ha sido un golpe duro. ¿Nuestra respuesta? En gran medida frenética, como ciervos deslumbrados por los faros. Los investigadores compiten por encontrar una vacuna, mientras nosotros permanecemos en modo de confinamiento. Pero el proceso de descubrimiento de fármacos es largo y costoso, al igual que el proceso de descubrir y diseñar cualquier material crucial para combatir problemas existenciales.
Pero estos problemas se acumulan: pandemias, cambio climático, resistencia a los antibióticos, seguridad alimentaria, ciberdesafíos, prosperidad económica compartida y otros. Necesitamos cambiar urgentemente nuestro enfoque tradicional de la ciencia.
¿Cómo puedo seguir la Cumbre de Pioneros del Cambio?
Durante siglos, hemos hecho ciencia de forma lineal: un problema plantea una hipótesis, seguida de un modelo y una prueba. Si el resultado es un fracaso, el proceso comienza de nuevo, y las iteraciones pueden durar años. Y nos ha llevado lejos; así es como hemos desarrollado plásticos mejores, paneles solares más eficientes y compuestos más ligeros pero más resistentes para las aeronaves modernas.
Pero el mundo está cambiando rápidamente; para afrontar los desafíos globales de hoy con la rapidez y eficacia que exigen, necesitamos una nueva forma de hacer ciencia.
La ciencia es un proceso inherentemente creativo; los científicos amplían constantemente su imaginación para explorar nuevos diseños de fármacos y sustancias químicas. Pero el cerebro humano tiene sus límites. Después de todo, hay más diseños posibles de una molécula que átomos en el universo. Ningún ser humano puede examinarlos todos para encontrar la mejor opción.
La buena noticia es que sí tenemos los ingredientes para dar un impulso a la ciencia, o a los límites de nuestro cerebro: tecnología informática de vanguardia y talento. El verdadero desafío es aplicarlos estratégicamente, tanto en el sector público como en el privado.
Ayudar a la ciencia a determinar un nuevo camino
El mundo está presenciando una revolución en la informática. La inteligencia artificial (IA) está mejorando la informática tradicional y pronto podría impulsar las computadoras cuánticas emergentes: las mismas máquinas que podrían permitirnos resolver algunos de los mayores problemas del mundo. Se puede acceder a ellas desde cualquier lugar del planeta a través de una nube híbrida.
Cada vez más empresas y laboratorios utilizan la IA, cuyas redes neuronales profundas son capaces de extraer conocimiento científico a gran escala de toda la literatura publicada sobre un tema específico.
Supongamos que un científico necesita crear un nuevo catalizador para fertilizantes artificiales mejores. En lugar de intentar determinar a ciegas la estructura química del catalizador, la IA primero examinaría una multitud de patentes, artículos académicos y otras publicaciones para ver qué se había hecho ya sobre este tema.
A continuación, la IA generaría automáticamente hipótesis basadas en los datos encontrados, para ampliar la búsqueda de nuevos diseños moleculares. Basándose en la hipótesis más prometedora, los ordenadores de alto rendimiento y los ordenadores cuánticos simularían una nueva molécula.
Una vez realizado el trabajo digital, la simulación se confirmaría o refutaría mediante pruebas de laboratorio cada vez más autónomas. Finalmente, la IA evaluaría el resultado, identificaría anomalías y extraería nuevo conocimiento. Surgirían nuevas preguntas y el ciclo continuaría.
Para cambiar el paradigma del descubrimiento científico, debemos lograr que la IA, la nube híbrida y, con el tiempo, la computación cuántica converjan. También necesitamos un segundo ingrediente: nuevos tipos de colaboraciones científicas o “comunidades de descubrimiento”, que se añadan a la mezcla.
¿Qué ganaríamos? Un método científico acelerado, capaz de catalizar grandes transformaciones en la ciencia, con una velocidad y un grado de automatización sin precedentes. Podríamos diseñar nuevos materiales más rápido que nunca, lo que impactaría en todos los aspectos de nuestra vida, desde la sanidad hasta la fabricación, la agricultura y más allá.
Por primera vez, cerrar el ciclo en el descubrimiento científico parece una posibilidad muy real e inminente. Cuando ocurra, habremos logrado el sueño de que el avance científico sea un proceso autopropulsado e interminable.
La necesidad de nuevas comunidades de descubrimiento
Pero no es solo la tecnología la que impulsará este nuevo nivel de descubrimiento; también lo harán las personas. El mundo está rebosante de talento y creatividad de millones de científicos repartidos entre el ámbito académico y la industria, que no deberían afrontar por separado las numerosas crisis globales a las que se enfrentan. De hecho, ninguna empresa ni laboratorio universitario puede superar por sí solo una pandemia.
Las colaboraciones público-privadas nacionales e internacionales comparten conocimientos, datos y la tecnología más reciente, acelerando el proceso de descubrimiento. Nunca ha sido tan grande la necesidad de más de ellas.
También deben ser diversas. En ciencia, los problemas pueden ser grandes y complejos, o pequeños y más concretos. Por ejemplo, el CERN (la Organización Europea para la Investigación Nuclear) requiere una comunidad muy coordinada, con científicos de 42 países, para llevar a cabo unos dos millones de experimentos cada día en unos 170 laboratorios; y eso solo en lo que respecta a la ciencia del Gran Colisionador de Hadrones.
Y, sin embargo, la ciencia se está abriendo cada vez más, con investigadores de los sectores privado y público que comparten cada vez más artículos, experimentos, datos, resultados y recursos.
Un ejemplo exitoso de esta comunidad de descubrimiento más pequeña y nueva es el Consorcio de Computación de Alto Rendimiento contra la COVID-19. Con la colaboración de 87 socios del ámbito académico, la industria y laboratorios nacionales, ha concedido a investigadores de todo el mundo que luchan contra la pandemia actual acceso a supercomputadoras.
Los socios industriales suelen ser rivales, pero no en el esfuerzo actual por desarrollar una vacuna contra el coronavirus. Todos los miembros del Consorcio están unidos por un objetivo común: acelerar nuestra búsqueda de un nuevo tratamiento o vacuna contra el COVID-19. Los beneficios de la colaboración son una mayor rapidez y precisión; un intercambio más libre de ideas y datos; y acceso total a tecnología de vanguardia. En suma, impulsa la innovación y, ojalá, significa que la pandemia se detendrá más rápido de lo que sería de otro modo.
Pero el diseño de materiales no es el límite.
Con la evolución continua de un enfoque acelerado por la IA que se basa en datos, la computación avanzada en la nube híbrida, los avances en la computación cuántica y el crecimiento de las comunidades de descubrimiento, el método científico mejorado, autopropulsado y continuo debería tener un gran impacto en múltiples aspectos de nuestra vida. Y con todas las crisis globales de hoy y de mañana, la necesidad de él nunca ha sido tan grande.
