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Innovación

8 de agosto de 2024

 

Pixeles, hormigas y ADN: una gran innovación te espera en paquetes pequeños

En nuestra columna In Tech, los investigadores están empleando juegos de video para construir mejores ciudades, siguiendo la dirección de las hormigas y aprendiendo a "hablar" el ADN.

Una imagen generada por IA de un juego de construcción de ciudades que muestra edificios altos en un entorno urbano frondoso.

La imagen de una simulación de ciudad se desarrolló con IA generativa. Crédito de la foto: Adobe Stock

Chris Mullen

Colaborador

Acerca de In Tech

In Tech es nuestra función habitual que destaca de lo que habla la gente en el mundo de la tecnología, desde criptomonedas y NFT hasta ciudades inteligentes y ciberseguridad. 

En un mundo donde la tecnología de vanguardia a menudo surge de los laboratorios de Silicon Valley, algunas soluciones innovadoras se están extrayendo de fuentes más inesperadas. Los investigadores están tomando señales de los juegos de video y las hormigas y aplicando grandes modelos de lenguaje de formas inusuales para resolver problemas complejos del mundo real.

Construir mejores bloques con polígonos y pixeles

Imaginar una metrópolis próspera con edificios de gran altura, amplios parques y transporte gubernamental optimizado. ¿Podría el diseño de esta ciudad surgir no solo de planificadores urbanos expertos, sino de ciudadanos apasionados que también son ávidos entusiastas de los juegos de construcción de ciudades?

Una nueva investigación de la Universidad de Lancaster en el Reino Unido tiene como objetivo revolucionar la planeación urbana incorporando aportes de los niños de la ciudad en el diseño. Publicado en Acta Ludologica, una revista científica revisada por pares sobre el discurso de los juegos y los juegos digitales, el estudio ilustra la falta de participación pública en las prácticas actuales de desarrollo urbano y sugiere el uso de plataformas de juego como "Cities: Skylines" o "Sim City" modificadas para ofrecer simulaciones realistas para los residentes, mejorando su participación y conciencia en la planeación urbana.

La tecnología en el corazón de este estudio es una modificación sofisticada de "Cities: Skylines", que permite a los jugadores importar edificios y modelos del mundo real para crear entornos urbanos realistas. Los participantes pueden gestionar aspectos de la vida de la ciudad, como la educación, los servicios públicos y las políticas fiscales, mientras que el panel del juego hace un seguimiento de la felicidad de los ciudadanos. Este enfoque interactivo no solo educa a los jugadores sobre las complejidades de la planeación urbana, sino que también sirve como una herramienta para aplicaciones en el mundo real. Los investigadores Paul Cureton y Paul Coulton, del laboratorio de investigación ImaginationLancaster dirigido por el diseño de Lancaster, demostraron la efectividad de este método a través de talleres con el Ayuntamiento de Lancaster luego de involucrar a los niños en la planeación de un nuevo pueblo jardín.

Las participaciones de esta investigación son profundas. Al integrar el diseño de juegos con la planeación urbana, los investigadores ofrecen un método rentable, agradable y escalable para aumentar la participación ciudadana en el proceso de planeación. Este enfoque también aborda la necesidad urgente de un cambio en la participación pública, como lo destacan los datos del Royal Town Planning Institute que indican un interés mínimo en la planeación entre los más jóvenes.

El estudio concluye sugiriendo que este uso innovador de la tecnología de los juegos de video podría ayudar a los planificadores, mejorar el desarrollo de habilidades y proporcionar las herramientas necesarias para involucrar más profundamente a las personas en la transformación de sus espacios vitales. En definitiva, esta investigación abre el camino hacia un futuro más colaborativo y dinámico en el desarrollo urbano.

El lenguaje de la vida

La siguiente atajada en nuestra mirada a las inspiraciones tecnológicas no convencionales nos lleva al mundo microscópico del ADN. Investigadores de la Universidad Técnica de Dresde de Alemania están empleando inteligencia artificial para desbloquear el lenguaje oculto del ADN, proporcionando nuevos conocimientos sobre la genética y la enfermedad.

El ADN a menudo se describe como el plano de la vida, que contiene todas las instrucciones para construir y mantener un organismo. Sin embargo, descifrar toda la información dentro del ADN es increíblemente complejo y aún no se comprende completamente, y los métodos tradicionales de análisis de ADN pueden ser lentos y laboriosos. Ahí es donde entra en juego la inteligencia artificial.

Investigadores de la Universidad Técnica de Dresde desarrollaron un nuevo modelo de IA llamado GROVER (Genome Rules Obtained via Extracted Representations), que trata las secuencias de ADN como un lenguaje, empleando técnicas como las empleadas en el procesamiento del lenguaje natural. Al analizar patrones y estructuras dentro del código de ADN, la IA puede identificar secuencias. Este método, similar a descifrar un idioma extranjero, permite a los investigadores emplear GROVER para una interpretación más rápida y precisa de los datos genéticos.

Mediante el entrenamiento con el genoma humano completo, GROVER crea un diccionario de ADN que los investigadores esperan que pueda revelar información sobre los códigos genéticos, impulsando la genómica y la medicina personalizada. Esta investigación, publicada en Nature Machine Intelligence, tiene el potencial de generar avances significativos en la comprensión de la complejidad del ADN.

“En términos de lenguaje, hablamos de gramática, sintaxis y semántica”, dijo Melissa Sanabria, investigadora del proyecto, al sitio web de la universidad. "En el caso del ADN, esto significa aprender las reglas que rigen las secuencias, el orden de los nucleótidos y las secuencias, y el significado de las secuencias." Al igual que los modelos GPT aprenden los idiomas humanos, GROVER básicamente aprendió a "hablar" el ADN.

Análisis de hormigas para movilizar máquinas en miniatura

Investigadores del laboratorio MAVLab de la Universidad Tecnológica de Delft han logrado un avance significativo en la navegación robótica inspirar en cómo las hormigas se orientan en su entorno. Las hormigas emplean una combinación de reconocimiento visual (como las instantáneas) y conteo de pasos (como la odometría) para regresar a casa, incluso luego de largos viajes. El MAVLab emuló este método, creando una estrategia de navegación inspirada en los insectos para robots pequeños y ligeros.

Los sistemas de navegación autónomos tradicionales a menudo se basan en hardware que puede ser poco práctico para robots pequeños. Inspirados en la naturaleza, los investigadores de MAVLabs diseñaron un sistema en el que los robots toman instantáneas de su entorno para ayudar a la navegación. Este método, similar al rastro de migas de pan de Hansel y Gretel, implica que el robot tome instantáneas visuales a intervalos y las use para guiar su viaje de regreso. Al combinar estas instantáneas con la odometría, los robots cubren mayores distancias de manera más eficiente, reduciendo significativamente la carga computacional.

Este enfoque bioinspirado se demostró con éxito con el pequeño dron llamado CrazyFlie, que puede navegar hasta 100 metros usando solo 1,16 KB de memoria.  La investigación abre el camino para el despliegue práctico de pequeños robots en diversos escenarios del mundo real donde los métodos de navegación tradicionales pueden resultar inviables. Si bien el sistema no genera mapas detallados, proporciona una solución estable para tareas específicas como el seguimiento del inventario y el monitoreo de cultivos en invernaderos, donde la funcionalidad simple de retorno a la base es suficiente.

Ya sea usando juegos de video para mejorar la planeación urbana, aprovechando las habilidades de navegación de las hormigas para mejorar la robótica o empleando IA para decodificar el lenguaje del ADN, estos ejemplos progresivos demuestran el poder de pensar fuera de la caja para impulsar avances notables. Y a medida que los investigadores continúan mirando el mundo natural y más allá en busca de inspiración, podemos esperar que surjan más de estas soluciones innovadoras, transformando la forma en que vivimos e interactuamos con la tecnología.