Premiado un joven barcelon¨¦s que dise?¨® un sistema de inteligencia artificial para detectar el dolor

La trayectoria de Pau Rodr¨ªguez (Sabadell, 30 a?os) solo se entiende a partir del nomadismo profesional forzoso y la excelencia acad¨¦mica que ha caracterizado a muchos investigadores. Un destino compartido con muchos de sus colegas que, en su caso, le ha llevado desde su Catalu?a natal hasta B¨¦lgica, para estudiar un m¨¢ster; y ahora mismo a Montreal, en Canad¨¢, donde le han ofrecido una estancia para investigar. En el otro lado del Atl¨¢ntico es donde este doctor en ingenier¨ªa inform¨¢tica ha visto c¨®mo sus investigaciones sobre inteligencia artificial y redes neuronales cobraban relevancia. Un trabajo que ha sido reconocido esta semana con uno de los Premios J¨®venes Inform¨¢ticos de la V edici¨®n de los Premios de Investigaci¨®n concedidos por la Sociedad Cient¨ªfica Inform¨¢tica de Espa?a (SCIE) y la Fundaci¨®n BBVA.

Como explica por videollamada, el galard¨®n lo ha conseguido gracias a que ha dise?ado unas m¨¢quinas que detectan el dolor humano con gran precisi¨®n. La inteligencia artificial, una vez que aprende a partir de los datos introducidos por los m¨¦dicos y de las im¨¢genes que recibe, asocia determinados movimientos o expresiones faciales con diferentes niveles de sufrimiento. Peque?as muecas, parpadeos o gestos con las manos, imperceptibles para el ser humano y no para un algoritmo, que facilitan los tratamientos m¨¦dicos, como en las unidades del dolor, y las estancias hospitalarias. ¡°Es un sistema que aprende mediante im¨¢genes en v¨ªdeo. Es m¨¢s complicado que con fotograf¨ªas porque aqu¨ª hay tres dimensiones en vez de dos. El tiempo tambi¨¦n ha de comprenderlo. Tardamos un a?o en desarrollar el proyecto¡±, comenta Rodr¨ªguez.

Pero la inteligencia artificial solo representa una parte de la soluci¨®n. Las redes neuronales obran la magia que convierte m¨¢quinas en ojos artificiales capaces de descifrar el dolor. Este sistema de aprendizaje profundo, que no deja de ser un m¨¦todo matem¨¢tico inspirado en replicar el funcionamiento del cerebro humano, asocia datos, como el contenido de las im¨¢genes, y establece conexiones entre dos neuronas. Cuando la conclusi¨®n es correcta ¡ªpor ejemplo, hay dolor¡ª, el sistema se refuerza. Si se equivoca, el est¨ªmulo ser¨ªa el contrario, uno negativo. ¡°La revoluci¨®n reciente en este campo permite crear redes profund¨ªsimas, con muchas capas. Cada capa recibe el c¨®mputo de la anterior. Las aplicaciones van a ser incre¨ªbles¡±, sostiene Rodr¨ªguez.

Una de las dificultades con las que se top¨® fue conseguir que el algoritmo atendiera a todos los pacientes, sin conocer nada previamente. El aprendizaje autom¨¢tico necesita infinidad de datos para funcionar ¨®ptimamente. Aqu¨ª el problema resid¨ªa en que estudiaba a personas concretas. Aprend¨ªa ¨²nicamente de estos modelos. La f¨®rmula para solventarlo, seg¨²n argumenta Rodr¨ªguez, fue evaluar el entrenamiento con un conjunto de pacientes jam¨¢s vistos por la m¨¢quina. ¡°Si funcionaba bien, era posible que aprendiera unas reglas generales aplicables a cualquier persona, no a una en concreto. Y funcion¨®¡±, precisa.

Un hospital en Niza ha incorporado el proyecto como parte de sus servicios de atenci¨®n a los pacientes. Controlan el dolor que sufren. Sin embargo, han visto que pueden sacarle mayor partido. El algoritmo ayuda a detectar enfermedades relacionadas con la demencia, como el alzh¨¦imer. Debido a que el entrenamiento se realiza con im¨¢genes en v¨ªdeo, resulta tambi¨¦n sencillo observar esos movimientos de los m¨²sculos faciales que dan pistas sobre este tipo de patolog¨ªas. ¡°La intenci¨®n es que la tecnolog¨ªa identifique antes que el humano la enfermedad. Cuando una persona intenta reproducir un signo o un gesto y lo hace mal, que es uno de los s¨ªntomas de la demencia, la m¨¢quina lo identifica r¨¢pidamente¡±, asegura Rodr¨ªguez.

El marco ¨¦tico

Con tanta inteligencia artificial, la ¨¦tica no pod¨ªa pasar de puntillas. La comunidad t¨¦cnica cada vez est¨¢ m¨¢s encima de sesgos, discriminaciones y malos usos presentes en este tipo de innovaciones. Aunque a¨²n siguen vigentes, ha incrementado el celo a la hora de fijar ciertos l¨ªmites. El propio Rodr¨ªguez dice que en Canad¨¢ se toman muy en serio este asunto. En sus trabajos acad¨¦micos le obligan a rellenar un punto en concreto sobre cu¨¢les son las implicaciones del proyecto, a qui¨¦n beneficia y perjudica y hasta d¨®nde puede llegar su desarrollo. ¡°Lo ideal ser¨ªa que los pa¨ªses legislaran al respecto, pero ya al menos el debate no se deja al margen y hay cierta voluntad por que las empresas no creen algoritmos sesgados racial y socialmente¡±, apunta.

Diferentes estudios redundan que esta d¨¦cada casi reci¨¦n estrenada estar¨¢ dominada por la inteligencia artificial. Rodr¨ªguez tiene claro que nos encontramos en medio de un revoluci¨®n, capaz de calar en toda la sociedad y en ¨¢mbitos, a priori, alejados de alardes tecnol¨®gicos. ¡°Podr¨¢ resolver muchas tareas complejas. Ya se emplea, por ejemplo, en el dise?o de nuevos medicamentos. Ha creado unas mol¨¦culas que interact¨²an con las humanas durante una enfermedad y reduce parte de los efectos secundarios¡±, apostilla.

Rodr¨ªguez desconoce hasta d¨®nde puede desarrollarse el algoritmo. Su intenci¨®n es que cualquier persona extraiga el m¨¢ximo partido. Por esta raz¨®n, ha optado por dejarlo como c¨®digo abierto ¡ªopen source, en ingl¨¦s¡ª. Aunque ahora mismo deje un poco al margen esta investigaci¨®n, su siguiente proyecto se centrar¨¢ en que la inteligencia artificial requiera poco entrenamiento y ninguna supervisi¨®n durante el aprendizaje. Es decir, que replique en la medida de lo posible el funcionamiento cerebral. ¡°Lo veo como un ni?o, que directamente aprende jugando, por ensayo y error sin que nadie lo controle¡±, concluye.

Premiados por la Sociedad Cient¨ªfica Inform¨¢tica de Espa?a (SCIE) y la Fundaci¨®n BBVA

En esta V edici¨®n de los Premios de Investigaci¨®n concedidos por la Sociedad Cient¨ªfica Inform¨¢tica de Espa?a (SCIE) y la Fundaci¨®n BBVA los ganadores en la modalidad Investigadores J¨®venes Inform¨¢ticos, dotado con 5.000 euros y que reconocen la creatividad, originalidad y excelencia, son los siguientes:

Mikel Artetxe, investigador cient¨ªfico en Facebook AI Research.

Nicol¨¢s Calvo, investigador postdoctoral en el departamento de Inform¨¢tica de la Universidad de Almer¨ªa.

Llogari Casas, profesor asociado en la Universidad Napier de Edimburgo y CEO de 3FINERY LTD.

Alberto Garc¨ªa, Software Engineer (ML&CV Applied Scientist) en Facebook Reality Labs.

Sara Nieves Matheu, investigadora posdoctoral en la Universidad de Murcia.

Pau Rodr¨ªguez, profesor adjunto en la Universitat Aut¨®noma de Barcelona e investigador en Element AI.

Los galardonados con los Premios Nacionales de Inform¨¢tica, que reconocen a investigadores, entidades p¨²blicas y privadas que han dedicado su labor al estudio, fortalecimiento y divulgaci¨®n de la inform¨¢tica, en esta edici¨®n son los siguientes:

Antonio Bahamonde, catedr¨¢tico de Ciencias de la Computaci¨®n e Inteligencia Artificial en la Universidad de Oviedo, Premio Jos¨¦ Garc¨ªa Santesmases.

Eneko Agirre, catedr¨¢tico de Lenguajes y Sistemas Inform¨¢ticos en la Universidad del Pa¨ªs Vasco (EPV/EHU), Premio Aritmel.

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