Los ajedrecistas de silicio atacan ahora el coronavirus

Los padres de la inform¨¢tica Alan Turing y Claude Shannon ten¨ªan raz¨®n hace 70 a?os: el ajedrez ha sido un magn¨ªfico campo de experimentaci¨®n de la inteligencia artificial. Deep Mind (empresa de Google) utiliza ahora lo aprendido con los deportes mentales m¨¢s complejos (go y ajedrez) para acelerar la investigaci¨®n sobre el coronavirus. Gracias a su programa AlphaFold (publicado en c¨®digo abierto), la vacuna puede estar m¨¢s cerca.

La clave est¨¢ en que el n¨²mero de partidas distintas de ajedrez que pueden jugarse (un uno seguido de 123 ceros) es mucho mayor que el de ¨¢tomos en el universo conocido (un uno seguido de ochenta ceros). Y ese n¨²mero aplicado al go es 300 veces mayor, aunque algunos expertos en ambos juegos sostienen que el ajedrez es m¨¢s rico en cuanto a ideas estrat¨¦gicas.

Tales guarismos se aproximan a lo que un ser humano entiende por infinito, pero son finitos para una computadora. Por ello, Turing y Shannon intuyeron que, si una m¨¢quina jugase mejor al ajedrez que el campe¨®n del mundo, lo aprendido ser¨ªa aplicable en campos muy importantes de la ciencia. Sobre todo, en lo relativo al c¨¢lculo molecular. IBM les dio la raz¨®n a partir de 1997, cuando el m¨ªtico programa Deep Blue derrot¨® a Gari Kasp¨¢rov, considerado por muchos como el mejor ajedrecista de la historia. Las ense?anzas cient¨ªficas de ese logro se aplicaron de inmediato en la fabricaci¨®n de medicamentos complejos, la planificaci¨®n agr¨ªcola, la meteorolog¨ªa y las finanzas, entre otros ¨¢mbitos. Y Deep Mind, cuyo consejero delegado, Demis Hassabis, fue un ni?o prodigio del ajedrez, sigue ahora un camino similar porque descifrar el comportamiento de las prote¨ªnas del virus COVID-19 implica un viaje a n¨²meros cercanos al infinito.

Una combinaci¨®n de las t¨¦cnicas de aprendizaje profundo (deep learning) y aprendizaje autom¨¢tico (machine learning) sirvi¨® en 2016 y 2017 para que los programas AlphaGo y AlphaZero jugasen millones de partidas de go y ajedrez, respectivamente, contra s¨ª mismos a partir de conocimientos m¨ªnimos (las reglas de juego, y poco m¨¢s). Organizaron toneladas de datos, crearon patrones, sacaron conclusiones y derrotaron claramente al campe¨®n del mundo de go, Lee Sedol, y al ajedrecista l¨ªder hasta entonces entre los inhumanos, Stockfish.

?Qu¨¦ relaci¨®n hay entre esos dos hijos de Deep Mind y el m¨¢s joven, AlphaFold? Uno de los expertos de habla hispana con mayor prestigio, Ram¨®n L¨®pez de M¨¢ntaras, director del Instituto de Inteligencia Artificial del CSIC, lo explica as¨ª: ¡°La arquitectura de AlphaFold se ha tenido que dise?ar desde cero porque, desgraciadamente, la especificidad (o falta de generalidad) sigue siendo el gran problema de las t¨¦cnicas de inteligencia artificial. Ahora bien, la experiencia de los brillantes ingenieros de AlphaGo y AlphaZero ha sido determinante, sin duda alguna, para dise?ar AlphaFold¡±.

?Qu¨¦ hace exactamente AlphaFold? ¡°Predecir la estructura en tres dimensiones de las prote¨ªnas, con mejores resultados que otras t¨¦cnicas computacionales previas. El problema, conocido t¨¦cnicamente como protein folding, es muy complejo porque el n¨²mero de maneras en que las prote¨ªnas se pueden plegar en 3D es astron¨®mico¡±. ?Significa eso que AlphaFold ha encontrado el camino hacia la vacuna contra el coronavirus? ¡°No podemos afirmarlo con seguridad, pero puede ser una contribuci¨®n muy significativa, sobre todo para avanzar mucho m¨¢s r¨¢pido. Conocer la estructura 3D de una prote¨ªna es importante ya que su funci¨®n (lo que puede hacer) depende de su estructura y eso aplicado al coronavirus puede acelerar el hallazgo de formas de controlarlo¡±.

Los rectores de Deep Mind, cuyo sistema de aprendizaje profundo para crear AlphaFold fue publicado hace dos meses en la muy prestigiosa revista cient¨ªfica Nature, han decidido no esperar esta vez al largo proceso de verificaci¨®n (a veces, m¨¢s de seis meses) que ese tipo de publicaciones conllevan. ¡°Dada la trascendencia potencial de esta situaci¨®n [la del coronavirus] y lo importante que es la rapidez, difundimos nuestra predicci¨®n de estructuras tal como est¨¢n ahora, en c¨®digo abierto, de modo que cualquier pueda utilizarla¡±, explican en su comunicado.

Ciertamente, el factor tiempo en la investigaci¨®n cient¨ªfica tiene hoy un valor muy distinto al del siglo pasado. Quienes han nacido en un mundo donde la inteligencia artificial est¨¢ en todas partes suelen preguntar por qu¨¦ pasaron 50 a?os desde que Turing y Shannon se?alaron el ajedrez como campo de experimentaci¨®n hasta que Kasp¨¢rov perdi¨® ante Deep Blue en un duelo que fue noticia de primera p¨¢gina en muchos peri¨®dicos del mundo. La respuesta est¨¢ en las excepciones de las reglas, porque el ajedrez tiene muchas.

Por ejemplo, siempre fue muy f¨¢cil ense?ar a una m¨¢quina el valor te¨®rico de las piezas del ajedrez: dama, diez puntos; torre, cinco; caballo y alfil, tres; pe¨®n, uno; rey, infinito, porque el objetivo del juego es darle jaque mate. Ahora bien, supongamos que una dama est¨¢ encerrada por sus propias piezas en un rinc¨®n del tablero, y necesita cuatro o cinco movimientos para activarse; y que, al mismo tiempo, un caballo enemigo ocupa una casilla central, desde donde controla otras muy importantes, y adem¨¢s es inexpugnable. Mientras la dama permanezca encerrada, ese purasangre ¨¢rabe vale mucho m¨¢s que ella. Los ni?os de siete a?os que saben mover las piezas entienden eso en un minuto. ?Pero c¨®mo explic¨¢rselo a una m¨¢quina que solo entend¨ªa un lenguaje basado en ceros y unos? Los mejores cient¨ªficos del mundo necesitaron medio siglo para que sus hijos de silicio asumieran tales sutilezas.

Tambi¨¦n influy¨® mucho el progreso de la potencia de los ordenadores, que tard¨® decenios en ser tremenda. El mejor ejemplo en ajedrez es el efecto horizonte: cuando un pe¨®n, que inicia la partida en la segunda fila del tablero, llega hasta la octava y ¨²ltima, puede convertirse en dama. Cualquier aficionado de bajo nivel percibe en pocos segundos que un pe¨®n libre (sin peones enemigos que neutralicen su carrera hasta el fondo del tablero) puede ser muy peligroso. Pero las computadoras fueron incapaces de entenderlo hasta que lograron calcular muchas jugadas con antelaci¨®n exacta, porque al principio solo ve¨ªan que ese pe¨®n pod¨ªa ir avanzando lentamente, pero no asum¨ªan su potencial conversi¨®n en dama.

La inform¨¢tica ha revolucionado el ajedrez por completo. Incluso los jugadores aficionados manejan bases de datos con casi diez millones de partidas, jugadas desde el siglo XVI hasta hoy, perfectamente clasificadas. Y millones de ellos juegan en la red: el ajedrez es el ¨²nico deporte que se puede practicar por Internet. Adem¨¢s, siguen en directo los torneos m¨¢s importantes del mundo desde su casa, en pijama y zapatillas. Y en un rinc¨®n de su pantalla corre un m¨®dulo, capaz de calcular millones de jugadas por segundo, que les indica instant¨¢neamente cu¨¢ndo se equivoca el campe¨®n del mundo.

Pero lo que har¨ªa muy feliz a Turing (1912-1954), que escribi¨® el primer programa de ajedrez entre 1948 y 1950, es la traslaci¨®n de ese conocimiento a la ciencia. Se suicid¨® con cianuro porque su homosexualidad era un delito en aquella Inglaterra; le dieron a elegir entre la c¨¢rcel y la castraci¨®n qu¨ªmica, por la que opt¨®, con nefastas consecuencias en su salud. Su aportaci¨®n a la humanidad fue tan grande -descifr¨® el c¨®digo secreto de los nazis, lo que probablemente ahorr¨® millones de muertos en la Segunda Guerra Mundial- que el primer ministro Gordon Brown pidi¨® disculpas en una declaraci¨®n solemne en nombre del Gobierno en 2009, y la reina Isabel lo indult¨® de todo tipo de culpa en 2013. Adem¨¢s de eso, si ahora levantara la cabeza, ver¨ªa tambi¨¦n que su apuesta por el ajedrez no pudo ser m¨¢s acertada.