UN ORÁCULO EN EL SUPERCOMPUTADOR

Piskas
  • 10 junio, 2019

En el Laboratorio de Biología Computacional de la Fundación Ciencia y Vida existe un software llamado PISKaS, creado en Chile y capaz de hacer simulaciones sobre eventos que podrían suceder en el futuro.

Uno podría decir que es una máquina para observar el futuro, o algo parecido a eso: un software tan sofisticado que es capaz de predecir lo que todavía no ocurre. Un programa que, conectado a un enorme supercomputador con miles de procesadores, es capaz de trabajar a toda máquina para simular — millares de veces—, situaciones de la vida real expresadas en ecuaciones tan complejas, que un batallón de matemáticos tardaría años en resolver.

En esencia, eso es lo que hace PISKaS, el extraordinario software creado y perfeccionado desde hace nueve años en el Laboratorio de Biología Computacional de la Fundación Ciencia y Vida. Pero más que lo que hace, lo que importa es para lo que sirve: modelar procesos biológicos en enormes simulaciones computacionales, a diferentes escalas. Desde inferir los efectos de un medicamento en una célula cancerígena, hasta descifrar la forma en que un virus se propagaría en un país igual a Chile, con sus habitantes, carreteras y flujos de información, descritos matemáticamente en base a la realidad.

Su creador, el biólogo computacional Tomás Pérez-Acle, fundador del primer laboratorio de supercomputadores del país, ubicado en el Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile, es el director de un equipo multidisciplinario de investigadores, compuesto por ingenieros, sociólogos, físicos, matemáticos, biólogos y biotecnólogos, quienes trabajan en un problema en común: modelar computacionalmente la realidad, para poder comprenderla.

El biólogo computacional Tomás Pérez-Acle, junto al supercomputador en que corre sus simulaciones en la Fundación Ciencia y Vida.

—Esta plataforma que venimos construyendo nos permite modelar agentes: es decir, cualquier elemento autónomo extraído de la realidad, para estudiarlo en interacción con otros factores. En 2010, realizamos un primer ejercicio intelectual con mis estudiantes. Quisimos saber qué pasaría si se desatara una epidemia zombi en Santiago —explica el biólogo computacional—. Actualmente, trabajamos en conocer cómo se esparciría el ébola si apareciera en Chile.

Gracias a PISKaS, desarrollado por el líder de programación del laboratorio, Ignacio Fuenzalida, el equipo puede describir numéricamente ciudades enteras, con millones de personas, donde cada individuo y sus características —edad, género, religión, posición política— son factores que se añaden a la ecuación. El primer paso para comenzar cualquier tipo de análisis, explica Pérez-Acle, es definir el modelo que se quiere estudiar. En el caso de una enfermedad, por ejemplo, se necesita saber si se va a observar a una ciudad o a todo un país. Una vez que eso está claro, se estima el número de personas que serán afectadas y los factores a estudiar. Frente a una pandemia, lo que busca PISKaS es conocer los mecanismos de contagio de la infección, su velocidad, y cómo crece o disminuye cuando se introducen agentes de control, como vacunas, tratamientos, más información para la población o menos acceso a carreteras.

Las situaciones que ya han simulado, con financiamiento de la Fuerza Aérea de Estados Unidos —que se interesó en el software por su potencialidad para enfrentar desastres naturales y situaciones de pánico social—, incluyen la reacción de once millones de habitantes virtuales frente a una pandemia de ébola y el efecto de la confianza social en el crecimiento económico de un país. Una vez que el equipo de investigadores tiene su mundo construido, echan a correr las ecuaciones en el supercomputador, y se necesitan unas diez mil simulaciones para obtener datos que reflejen lo que podría pasar en la realidad.

—En este momento, estamos estudiando cómo se dispersan las enfermedades infecciosas en una sociedad como la chilena, considerando las diez ciudades más grandes. Queremos saber cuáles podrían ser las medidas optimas de control para evitar que se propaguen —explica el biólogo computacional, que está trabajando en sus simulaciones con el prestigioso matemático canadiense Jonathan Dushoff, miembro del Grupo de Respuesta a Ébola de la Organización Mundial de la Salud. 

 

“Esta plataforma nos permite modelar agentes: es decir, cualquier elemento autónomo extraído de la realidad, para estudiarlo en interacción con otros factores. En 2010, realizamos un primer ejercicio intelectual con mis estudiantes. Quisimos saber qué pasaría si se desatara una epidemia zombi en Santiago “, cuenta Tomás Pérez-Acle.

 

Algo clave que han descubierto, cuenta Pérez-Acle, es la importancia que tiene el buen manejo de la información para evitar la dispersión de una pandemia. En el caso del ébola, cada infectado contagia a dos o tres personas en promedio, pero si la población conoce a tiempo cuáles son las medidas preventivas, ese número baja considerablemente. Por el contrario, las fake news, que también existen en las ecuaciones de PISKaS, son un elemento que promueve el contagio, ya que se esparcen velozmente, apelando a lo emocional. La información entregada por fuentes oficiales, en cambio, que apela a lo racional, es más lenta y, ante una catástrofe, se transmite de forma más débil entre la población.

—Cuando las autoridades entregan un mensaje, no suelen tener conocimiento sobre los modelos matemáticos que detallan cómo éste se trasmitirá socialmente, dependiendo de la forma en que esté construido —dice el investigador, quien asegura, a partir de sus datos, que la mejor forma para transmitir información sensible y urgente es con mensajes muy fáciles de entender, que apelen a las emociones y que se transmitan por distintos medios.

A futuro, cuenta el científico, pretenden realizar investigaciones en el ámbito de la seguridad. Ya están empezando a delinear ecuaciones para modelar situaciones de criminalidad en el país, con el objetivo de predecir las probabilidades de que ocurran delitos en distintas ciudades de Chile. La meta es conocer un patrón: en qué áreas ocurren, a qué hora y de qué forma, para tomar medidas de seguridad que eviten el crimen. Algo así como lo que ocurre en la película Minority Report, dice Pérez-Acle, gran amante de la ciencia ficción, en que un computador muy sofisticado logra predecir la ocurrencia de crímenes y de esta forma evitarlos.

 

Texto: Natalia Correa

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