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Innovación

8 de agosto de 2024

 

Píxeles, hormigas y ADN: la gran innovación nos espera en paquetes pequeños

En nuestra columna In Tech, los investigadores están usando videojuegos para construir mejores ciudades, siguiendo las instrucciones de las hormigas y aprendiendo a “hablar” 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 fue desarrollada con IA generativa. Crédito de la foto: Adobe Stock

Chris Mullen

Contribuyente

Acerca de In Tech

In Tech es nuestra sección habitual que destaca lo que la gente está hablando 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 surgen de fuentes más inesperadas. Los investigadores están tomando como referencia los videojuegos y las hormigas y aplicando modelos de lenguaje de gran tamaño de formas inusuales para resolver problemas complejos del mundo real.

Construyendo mejores bloques con polígonos y píxeles

Imagínese una metrópolis próspera con edificios de gran altura, amplios parques y transporte público optimizado. ¿Pudo el diseño de esta ciudad haber surgido no sólo de expertos planificadores urbanos, sino de ciudadanos apasionados que también son entusiastas de los juegos de construcción de ciudades?

Una nueva investigación de la Universidad de Lancaster en el Reino Unido pretende revolucionar la planificación urbana incorporando las aportaciones 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 utilizar plataformas de juego como un “Cities: Skylines” o “Sim City” modificado para ofrecer simulaciones realistas para los residentes, mejorando su participación y conciencia en la planificación de la ciudad.

La tecnología en el corazón de este estudio es una sofisticada modificación 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, incluida la educación, los servicios públicos y las políticas fiscales, mientras el panel del juego rastrea la felicidad de los ciudadanos. Este enfoque interactivo no solo educa a los jugadores sobre las complejidades de la planificación urbana, sino que también sirve como herramienta para aplicaciones en el mundo real. Los investigadores Paul Cureton y Paul Coulton, del laboratorio de investigación de diseño ImaginationLancaster de Lancaster, han demostrado la eficacia de este método a través de talleres con el Ayuntamiento de Lancaster después de involucrar a niños en la planificación de una nueva aldea jardín.

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

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

El lenguaje de la vida

La siguiente parada en nuestra mirada a las inspiraciones tecnológicas no convencionales nos lleva al mundo microscópico del ADN. Investigadores de la Universidad Técnica de Dresde ( Alemania) utilizan inteligencia artificial para desvelar el lenguaje oculto del ADN, aportando así nuevos conocimientos sobre la genética y las enfermedades.

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

Los investigadores de la Universidad Técnica de Dresde han desarrollado un nuevo modelo de IA llamado GROVER (Genome Rules Obtained via Extracted Representations), que trata las secuencias de ADN como un lenguaje, utilizando técnicas similares a 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.

Al entrenarse en todo el genoma humano, GROVER crea un diccionario de ADN que los investigadores esperan pueda revelar información sobre los códigos genéticos, hacer avanzar la genómica y la medicina personalizada. Esta investigación, publicada en Nature Machine Intelligence, tiene potencial para lograr avances significativos en la comprensión de la complejidad del ADN.

“En términos de lenguaje, estamos hablando de gramática, sintaxis y semántica”, explicó Melissa Sanabria, investigadora detrás del proyecto, al sitio web de la universidad. Para el ADN, esto significa aprender las reglas que gobiernan las secuencias, el orden de los nucleótidos y las secuencias, y el significado de las secuencias. Al igual que los modelos GPT que aprenden lenguajes humanos, GROVER básicamente ha aprendido a “hablar” ADN”.

Analizando hormigas para movilizar máquinas en miniatura

Los investigadores del MAVLab de la TU Delft han logrado un avance significativo en la navegación de robots inspirándose en el modo en que las hormigas navegan por su entorno. Las hormigas utilizan una combinación de reconocimiento visual (piense en instantáneas) y conteo de pasos (piense en odometría) para regresar a casa, incluso después de largos viajes. MAVLab ha emulado este método, creando una estrategia de navegación inspirada en los insectos para robots pequeños y livianos.

Los sistemas de navegación autónoma tradicionales a menudo dependen de hardware que puede resultar poco práctico para robots pequeños. Inspirados por la naturaleza, los investigadores de MAVLabs han diseñado un sistema donde 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 utilice 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 ha demostrado con éxito con el pequeño dron llamado CrazyFlie, que puede navegar hasta 100 metros utilizando 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 sólida para tareas específicas como el seguimiento de inventario y el monitoreo de cultivos de invernadero, donde la simple funcionalidad de retorno a la base es suficiente.

Ya sea utilizando videojuegos para mejorar la planificación urbana, aprovechando las habilidades de navegación de las hormigas para mejorar la robótica o empleando IA para decodificar el lenguaje del ADN, estos ejemplos progresistas demuestran el poder de pensar de manera innovadora para impulsar avances notables. Y a medida que los investigadores continúan buscando inspiración en el mundo natural y más allá, podemos esperar que surjan más soluciones innovadoras como estas, transformando la forma en que vivimos e interactuamos con la tecnología.