La investigación básica puede evitar que la humanidad sea sojuzgada por las máquinas

En una conferencia dictada en la FAPESP, el investigador alemán Frank Allgöwer afirmó que la ingeniería cibernética y las ciencias humanas pueden ayudar a entender y a controlar sistemas dinámicos complejos en el futuro

Por Karina Toledo  |  Agência FAPESP – Desde vehículos autónomos hasta fábricas y ciudades inteligentes: la humanidad está construyendo sistemas dinámicos cada vez más complejos, que trabajan en red y con un alto grado de automatización y autonomía.

En ese gran mundo interconectado que se avecina, los humanos tienden a convertirse en meros usuarios de esos sistemas dinámicos complejos: dejarán de ser la fuerza que los controla. Por ende, solamente invirtiendo en investigación básica –particularmente en el área de ingeniería cibernética– será posible desarrollar mecanismos de control tendientes a asegurarse de que todo funcione de manera adecuada.

Éste fue el análisis de Frank Allgöwer, director del Instituto de Teoría de Sistemas y Control Automático de la Universidad de Stuttgart, Alemania, durante una conferencia dictada en la sede de la FAPESP (São Paulo, Brasil) el pasado 1º de diciembre.

“Aún no entendemos muy bien cómo funcionan, cómo interactúan y se organizan esos sistemas, y, no obstante, los estamos construyendo. Si bien pienso que los efectos positivos superarán a los negativos, tengo mis dudas acerca de si debemos acelerar nuestro desarrollo tecnológico. Creo que ahora sería el momento de hacer que la investigación básica llegue a las innovaciones tecnológicas que están surgiendo para que podamos entender efectivamente qué está pasando”, ponderó Allgöwer.

De acuerdo con el investigador alemán, la autonomía creciente y la estructura en red son las características claves de las innovaciones tecnológicas que están surgiendo en la actualidad. Y la ingeniería cibernética es la ciencia básica que se ubica en el centro de ese proceso, pues, mediante métodos matemáticos y teoremas, permite prever el funcionamiento de esos sistemas complejos e influir sobre su comportamiento.

“El control de un sistema dinámico –un coche autónomo, por ejemplo– es una tarea difícil, para nada trivial. Por ende, requiere de una buena base teórica. Pero eso no termina allí. En el futuro habrá muchos coches autónomos, que deberán organizarse y conversar entre ellos, de manera tal de optimizar el tránsito y ahorrar energía y tiempo, y evitar accidentes. A esa red la operarán controladores cibernéticos, puesto que ningún humano logra reaccionar lo suficientemente rápido como para gestionar una red tan compleja y de la cual dependen muchas vidas”, ejemplificó Allgöwer.

En el futuro, añadió, la generación de energía no estará más concentrada en las grandes centrales, sino que estará distribuida en pequeñas unidades individuales, formadas por generadores eólicos o solares interconectados. Esas unidades deberán organizarse de manera tal de enviar energía hacia donde exista demanda, para evitar fallas e interrupciones en el suministro.

En tanto, en las fábricas, las líneas de montaje que entraron en acción durante la segunda revolución industrial están dejando su lugar a estaciones de manufactura estructuradas en redes. “En la industria 4.0, en caso de que un robot de una determinada estación se descomponga o se vea sobrecargado, otro robot asumirá su función. En ese sistema interconectado, será posible producir mercaderías en forma más barata y eficiente”, dijo.

Para Allgöwer, en principio, la creciente autonomía de los sistemas dinámicos es algo positivo. Aportará beneficios a la economía y a los medios de trabajo, y aumentará la calidad de vida y la eficiencia en el uso de recursos, con lo cual las actividades humanas se volverán más sostenibles. Pero pueden surgir peligros asociados.

“Estos sistemas son tan complejos que los seres humanos no pueden seguir de cerca todo lo que está sucediendo. Los robots tendrán todo el conocimiento sobre nosotros d influjo sobre todo lo que hacemos. ¿Las máquinas podrían asumir el control de la sociedad?”, se indagó.

Para contestar preguntas como ésa, según Allgöwer, aparte de investigaciones en ingeniería cibernética, también serán necesarios estudios en áreas tales como filosofía y ciencias sociales. “Es necesario que los investigadores del área de las ciencias humanas supervisen lo que los ingenieros construyen”, dijo.

Diez años de colaboración

La conferencia dictada por Allgöwer, intitulada “Autonomous cars, smart energy distribution and Industry 4.0: Towards the new cybernetics of the 21st century”, integra el programa Leibniz Lecture, una estrategia de la Fundación Alemana para la Investigación Científica (DFG) tendiente a promover el diálogo entre los ganadores del Premio Leibniz, considerado el Nobel alemán, y la comunidad científica. Allgöwer, quien es también vicepresidente de la DFG, recibió dicho premio en 2004 por sus estudios en el área de teoría de sistemas no lineales y de control.

El evento, organizado conjuntamente por la FAPESP y la DFG, también tuvo por objeto celebrar los 10 años de colaboración entre ambas instituciones de fomento de la investigación científica.

“Como vicepresidente de la DFG, puedo decir que la asociación con la FAPESP es algo sumamente especial. Ambas organizaciones se rigen por el mismo principio clave de la financiación: la calidad científica. También compartimos la creencia en que el progreso de la ciencia y del conocimiento requiere de un cierto grado de libertad para investigar. Consideramos que la investigación científica impulsada por la curiosidad es esencial para el desarrollo económico y social, y para la innovación”, afirmó Allgöwer.

Carlos Henrique de Brito Cruz, director científico de la FAPESP, también destacó las semejanzas que existen entre las dos organizaciones. “Ambas valoran la iniciativa del investigador, la curiosidad, la investigación básica y la investigación botton up [de abajo arriba], en la cual la comunidad científica opina sobre aquello que debe financiarse y cómo debe llevarse a cabo el proceso de selección, siempre basado en la calidad científica de cada propuesta”, dijo.

Presente en la ceremonia de apertura, el vicepresidente de la FAPESP, Eduardo Moacyr Krieger, afirmó que Alemania es uno de los principales socios históricos de Brasil en lo que hace a la investigación científica, y que ambos países mantienen una colaboración exitosa e intensa. “Espero que este evento ayude a expandir esa colaboración”, afirmó.

Axel Zeidler, cónsul general de la República Federal de Alemania en São Paulo, dijo que la colaboración entre la FAPESP y la DFG “es una pieza clave de las relaciones científicas entre Alemania y Brasil”.

Kathrin Winkler, directora de la oficina de la DFG para América Latina en São Paulo, resaltó que esta colaboración tiene como resultado una gran variedad de programas conjuntos. Como ejemplos de ello, se presentaron durante el evento dos proyectos de investigación colaborativa llevados adelante por científicos paulistas y alemanes y cofinanciados por la FAPESP y la DFG.

El investigador Paulo Ruffino, de la Universidad de Campinas (Unicamp), presentó el proyecto intitulado "Fenómenos dinámicos en redes complejas: fundamentos y aplicaciones", coordinado en Brasil por Elbert Einstein Nehrer Macau, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe), y en Alemania por Jurgen Kurths, de la Universidad Humboldt.

El objetivo del grupo es entender el comportamiento de redes complejas mediante modelos y simulaciones computacionales. “Son diversas situaciones en redes neurales, en clima y meteorología, en epidemiología [ la propagación de virus tales como el del Zika y el del chikunguña ] y en la distribución de energía eléctrica”, comentó Ruffino.

En tanto, Luiz Carlos Carvalho Navegantes, de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (FMRP-USP), presentó el proyecto intitulado "Role and mechanism of action of anabolic stimuli on neuromuscular trophicity", coordinado por Isis do Carmo Kettelhut (FMRP-USP) y Rüdiger Rudolf, de la Universidad Hochschule Mannheim de Ciencias Aplicadas de Alemania.

El grupo está investigando la participación del sistema nervioso simpático en la regulación de la contracción muscular y en la atrofia de los músculos. Los resultados contribuirán para el tratamiento de enfermedades tales como la miastenia, la denervación atrófica y las miopatías.