"La naturaleza es sabia", afirma el adagio popular, y la ingeniería lo ha comprendido así; por eso se ha inspirado en la biología, la psicología y la ecología, entre otras disciplinas, para crear sistemas artificiales, herramientas que le ayudarán al hombre a dar el paso definitivo al siglo XXI.
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"La naturaleza es sabia", afirma el adagio popular, y la ingeniería lo ha comprendido así; por eso se ha inspirado en la biología, la psicología y la ecología, entre otras disciplinas, para crear sistemas artificiales, herramientas que le ayudarán al hombre a dar el paso definitivo al siglo XXI. |
Por lo general, siempre hemos creído que la biología y la ingeniería son ciencias que no se complementan para nada. Pero en realidad esto no es así. Desde hace algún tiempo la ingeniería ha descubierto en los seres vivos dos características muy importantes para emular en los sistemas artificiales: la adaptabilidad en un medio cambiante y la autonomía en sus decisiones.
Precisamente lo que busca una rama relativamente nueva de la ingeniería es explicarse cómo hace la naturaleza para diseñar el comportamiento de los seres vivos frente a diversas situaciones que se le presentan en su vida cotidiana. La idea de los investigadores es utilizar estas “inspiraciones biológicas” en la creación de nuevos elementos.
Uno de los centros qe más ha trabajado en este tipo de invstigación es el Laboratorio de Sistemas Lógicos, de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne, EPFL, en Suiza, el cual propuso un modelo de inspiración biológica basado en tres importantes características de la evolución y comportamiento de los seres vivos: la Philogéneseis, la Ontogénesis y la Epigénesis, o Modelo POE.
La primera de ellas (philogénesis), se refiere al proceso por el cual a partir de unos antecesores comunes se obtienen especies distintans, como los chimpacés, orangutanes y el hombre. Siguiendo este proceso, desde el punto de vista de ingeniería se ha trabajado con algoritmos genéticos y programación evolutiva que permiten tener un grupo de posibles soluciones para un problema específico.
"La idea es diseñar un programa evolutivo capaz de seleccionar las mejores soluciones, cruzarlas entre sí y conseguir una nueva, sin necesidad que intervenga ningún ser humano", afirma el ingeniero Carlos Andrés Peña, investigador colombiano que trabaja en la EPFL.
Siguiendo el ejemplo de la Ontogénesis (segundo elemento del Modelo POE), se busca diseñar un sistema artificial cuyas células sean capaces, potencialmente, de realizar cualquier función, pero en el momento de trabajar cada una tenga una especialización definida.
De esta manera se logra que cuando una célula falle, la siguiente en orden sea capaz de tomar su lugar y así sucesivamente, con lo que se consigue que el sistema quede fuera de funcionamiento sólo por un tiempo muy corto, cercano a los nanosegundos, y no definitivamente.
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Qué pasaría si una nave similar a la Galileo, a millones de kilómetros de la Tierra, sufriera un desperfecto inesperado? Dependiendo de la seriedad del daño puede perderse irremediablemente. En casos similares, en los que el hombre no puede intervenir de manera directa y rápida, la Inteligencia Computacional es de gran ayuda. |
Esta clase de tecnología es ideal para sistemas de alto desempeño, como los procesadores, con millones de circuitos en sus chips, o en naves que permanecen en el espacio y a las cuales el hombre no puede acceder inmediatamente para repararlas.
Con la Epigénesis, el tercer elemento del POE, la idea es diseñar sistemas capaces de aprender. Hablando particularmente del hombre este proceso se realiza a través del cerebro y el sistema nervioso central; siguiendo este ejemplo se han creado sistemas de redes neuronales que copian cómo trabaja el cerebro humano.
Junto a las rede neuronales y los algoritmos genéticos, que hacen parte del modelo POE, existe otra ténica llamada lógica difusa, inspirada en cómo la mente humana representa el conocimiento. La idea diseñar un mecanismo intermedio entre la forma en que el hombre exprea una idea y la forma en que el computador la entiende, sin la necesidad de que una persona invierta mucho tiempo para convertir esa información.
Inteligencia Computacional, un trabajo de equipo
Junto a la EPFL, de Suiza, otros centros trabajan en este tipo de investigación, principalmente en Estados Unidos, Japón y Francia.
En Colombia se desarrollan varios grupos en las Universidades del Valle, Javeriana de Cali, Autónoma de Occidente y Nacional de Bogotá.
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La Inteligencia Computacional ha creado sistemas de redes neuronales que copian cómo trabaja el cerebro humano. "Los buenos ejemplos son para seguirlos". |
Según el ingeniero Carlos Andrés Peña, el país está en un buen nivel, lo que hace falta son recursos técnicos. "La investigación en sí no es tan difícil porque muchas cosas se pueden hacer a nivel teórico y de simulación, lo complicado es la implementación de soluciones basadas en ella".
Por esta razón, la intención de los científicos colombianos que trabajando en la EPFL es idear un mecanismo por el cual todos los investigadores en Inteligencia Computacional puedan comunicarse entre sí, llamado Grupo de Investigación en Inteligencia computacional e Inspiración biológica Gi3. Hasta el momento lo conforman investigadores colombianos residentes en Suiza, México, Estados Unidos y varios grupos en Colombia.
De acuerdo con sus gestores, este tipo de iniciativas implica que Colombia permanezca en contacto permanente con la investigación de punta internacional. Se pretende, de esta manera generar, un movimiento investigativo de alto nivel y que la comunidad científica del país aporte cosas nuevas al conocimiento científico global.
"Vamos a depender menos de qué se está investigando afuera y comprarlo; de ahí pasamos a qué se esta haciendo afuera para hacerlo también nosotros" afirma el ingeniero Peña.
Por otro lado, ese tipo de aplicaciones permite desarrollar diseños muy adecuados a las necesidades locales. A raíz de los primeros "pinitos" en esta materia ya existen implementaciones en ingenios azucareros, en el Valle del Cauca, y en industrias petroleras, basadas en control inteligente.
A nivel de medicina,
en el país se ha trabajado en la parte de análisis de información.
Precisamente el ingeniero Peña trabaja en un sistema de diagnóstico
de cáncer de seno con base en ténicas de inteligencia computacional,
como la evolución artificial y sistemas de lógica difusa,
capaces de diagnosticar esta enfermedad a partir de un analisis de tejido
y de explicar la decisión tomada.
De acuerdo con el
investigador Carlos Andrés Peña, con esto se puede afirmar
que la ingeniería no es una ciencia tan fría como se cree.
Por el contrario, es capaz de admirar la belleza de otras disciplinas y
aplicarla a ella misma.
Contacto: Investigador Carlos Andrés Peña. Email:
capenha@maxwell.univalle.edu.co
Grupo GI3 http://lslwww.epfl.ch/~acis/gi3/
Para mayor información acerca del tema tratado en este artículo, escríbanos a aupec@mafalda.univalle.edu.co
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