¿Cómo serán los próximos diez años para la ciencia? Expertos nacionales hacen sus proyecciones

Un punto importante que creo que debería saber la gente es que Chile va a tener un rol importante. Porque hay tres telescopios que se van a inaugurar en la próxima década y que van a ser fundamentales para investigar el Universo.

Uno de ellos es el telescopio gigante, el ELT del Observatorio Europeo Austral, que es un telescopio de 39 metros de diámetro. Tenemos otro telescopio que es el Giant Magellan Telescope (GMTO), que va a estar construido en el Observatorio Las Campanas, que es de la Instituto Carnegie de Washington; y va a haber un tercer telescopio que es el LSST (Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos), el cual va a hacer una película del Universo, porque va a estar tomando datos todas las noches. Entonces, se va a poder hacer, con múltiples imágenes, una película de todo lo que es transiente, todo lo que cambia a medida que pasa el tiempo. Un timelapse de años.

Los dos primeros son telescopios gigantes, son telescopios ópticos. Vamos a poder mirar con una mejor resolución cosas que para nosotros son muy difíciles de observar desde la Tierra. Estos telescopios en general, dentro de mi área específica que son las estrellas de baja masa y los exoplanetas, una de las cosas que quieren hacer es caracterizar y buscar exoplanetas alrededor de estrellas, a través de velocidades radiales, pero también quieren observar planetas directamente. Los métodos de detección de planetas, la mayoría, los más exitosos, son indirectos, uno no ve el planeta, sino que lo que ve es el efecto del planeta sobre la estrella.

La idea con estos telescopios es poder realmente observar el planeta y quizás una de las cosas más ambiciosas es tratar de obtener imágenes de atmósferas de estos exoplanetas, que son planetas que están fuera de nuestro sistema solar y están orbitando otras estrellas.

Que estén en Chile es una de las cosas mejores para recalcar. Todo esto se va a hacer desde Chile por los cielos privilegiados que tenemos para hacer observaciones ópticas, en el infrarrojo y en el submilimétrico. Seguramente en el próximo año, cuando estos telescopios estén operando, van a haber muchos descubrimientos, muchos cambios quizás en la astronomía y que van a hacer hechos desde Chile y esperamos que también científicos chilenos participen.

Sabemos que hay una crisis de biodiversidad gravísima. Aún no entendemos mucho qué pasa cuando vamos perdiendo la biodiversidad. No sabemos qué funciones vamos perdiendo. Gran parte de la ecología, uno de los temas que estamos hablando ahora, es la funcionalidad de los ecosistemas. Entonces, ¿cuál es la función de cada especie o el conjunto de especies, en determinado momento, clima, en un determinado ecosistema?

En términos de ecología, va mucho dirigido a entender la funcionalidad. Porque ya entendemos bastante sobre la composición, cuáles son las especies, dónde están, la estructura, eso ya lo entendemos. Pero la función es lo que entendemos bastante poco. Y cuántas piezas se pueden sacar sin que el sistema se desintegre. Por ahí apunta parte importante de la ecología académica.

Yo creo que en Chile todavía tenemos unos vacíos de información. Sabemos poco dónde están las especies. Sabemos cuáles especies tenemos, pero no sabemos exactamente dónde están.

Lo otro que no sabemos es cómo están cambiando con el cambio climático y el cambio global en general. El efecto del hombre sobre las especies. Así que estamos un poco más atrasados que el resto del mundo. Pero probablemente estos años van a ser relativamente rápidos. Va a depender de cuánta prioridad pone la sociedad a entender esas cosas. Para que las cosas se entiendan hay que poner recursos, hay que poner ciencia, hay que poner fondos, financiamiento para los científicos, para la gente joven, y eso es muy variable.

Otro tema que se va a venir fuerte en este 2020 al 2030 es cómo hacemos para parar la pérdida de biodiversidad. Sabemos que se está perdiendo biodiversidad. Qué podemos hacer hoy para parar esa pérdida. De eso también sabemos bastante poco.

Creo que el análisis de datos pasará a ser parte incluso de los aspectos más cotidianos de nuestra vida. La recomendación se perfeccionará al punto de que los servicios de streaming simplemente empezarán a mostrarnos contenido, sin preguntarnos nada, ya que 'saben' que nos gustará. Todas las experiencias serán personalizadas: desde leer un periódico, hasta ir a un restaurante.

Sin duda, espero que muchos procesos sean automatizados gracias al estudio de los datos, produciéndose importantes mejoras en la medicina, principalmente mediante la medicina preventiva (de acuerdo a nuestros factores de riesgo según la data). Pero también automatizando el monitoreo remoto de pacientes para anticipar problemas graves, incluso en ubicaciones con difícil acceso o pocos médicos.

Por otro lado, debido a todos los problemas de privacidad, espero que evolucionemos hacia un sistema en que cada persona sea dueña de sus datos personales, los cuales mantiene encriptados para solo autorizar usos determinados de terceros. Los datos personales ya no estarían almacenados por cada servicio que utilicemos, sino que los tendrían los usuarios.

También creo que en ciertos aspectos críticos se dejará de utilizar análisis de datos, ya que nos habremos dado cuenta que no podemos reemplazar el criterio humano. Esto será en especial en tareas en que la discriminación algorítmica es un problema, como las sentencias judiciales, la evaluación de desempeño y la contratación de recursos humanos o riesgo financiero, entre otros.

Todo esto va a requerir un gran porcentaje de personas que trabajen con estos temas, aumentando de gran manera los profesionales de las carreras ligadas a la tecnología, como ya estamos viendo en computación.

También espero que automaticemos el Censo en Chile, a partir de la integración de datos públicos. Asimismo, el diseño de las políticas públicas debería ser automático en base a análisis de datos desde múltiples fuentes.

Desde el punto de vista de las necesidades del país hay dos cosas que son muy importantes. Una de ellas es el monitoreo hidrológico. Un monitoreo serio, bien acabado, que permita realmente saber cuánta agua tenemos y dónde está esa agua. Eso es lo primero. Es algo que hoy día con el monitoreo que mantiene la Dirección General de Aguas no es posible saberlo. Eso implica tanto aguas superficiales como subterráneas. Ahí hay una brecha de conocimiento muy importante que hay que llenar.

Una segunda cuestión que a mi juicio el país requiere de manera muy importante es entender todo lo que tiene que ver con tecnologías, innovación y desarrollo en el uso eficiente del agua. En la agricultura, en la minería, principalmente en las actividades industriales o productivas. Ahí se ha hecho muy poco, dado que en general el Estado no invierte mucho en investigación y el sector privado tampoco ha invertido lo que se requiere. Entonces, ocurre que tenemos muchos especialistas que no están cumpliendo un rol social muy importante, dado que nadie los está contratando para hacer ese tipo de trabajo.

Un tercer elemento que yo creo que nos hace mucha falta en Chile es la formación de capital humano avanzado. Que es básicamente formar estudiantes de posgrado, específicamente en el área de hidrología, que puedan hacerse cargo de la diversidad que existe en el país. Porque hay una diversidad hidrológica gigantesca entre el norte, el centro y el sur. Eso no se está abordando adecuadamente, porque en muchos casos no tenemos la gente adecuada para ello.

En el contexto que tenemos de cambio climático, de cambio global, el tema del uso del agua cada vez se está haciendo más restrictivo, principalmente en la zona norte y centro de Chile. Entonces, poder trabajar en esos ámbitos es clave.

Un último elemento es el tema de depuración de aguas contaminadas. Existe una serie de tecnologías, técnicas, que se pueden aplicar para descontaminar cuerpos y transcursos de agua que han sido contaminados. Eso también se aborda muy poco en Chile, en general tenemos un pésimo tratamiento de las aguas. Por ejemplo las empresas sanitarias hacen un muy mal tratamiento de agua y ésas son aguas que se podrían depurar y reutilizar. Eso por supuesto que aliviaría muchísimo el contexto de escasez hídrica.

La inteligencia artificial es un tema de alta complejidad, en el que interactúan muchos elementos, entre ellos, los datos. Si hiciéramos una analogía muy simple, los datos en sí pudiesen ser vistos como la habilidad del ser humano de recordar cosas (memorizar), y la inteligencia artificial sería la capacidad de razonamiento, es decir, la conexión y asociación entre múltiples datos para generar nueva información.

Desde mi perspectiva, la investigación y los desarrollos en el campo de la inteligencia artificial van a seguir creciendo y de manera cada vez más importante; pero, para que esto ocurra, necesitamos profundizar la investigación en el área.

Uno de los grandes temas de estudio en IA es el llamado efecto “caja negra”. Por ejemplo, tomemos un sistema de IA de configuración de preferencias, como son los perfiles de compras en línea o las plataformas de películas: como usuarios sabemos que los resultados son correctos, porque lo que nos muestran coincide con nuestros gustos. Sin embargo, desde la perspectiva científica, aún no conocemos en detalle cada paso que siguió ese sistema para llegar a seleccionar de forma tan precisa una determinada preferencia. A eso se le llama “caja negra” en IA.

Tener una explicación clara y reproducible de esos razonamientos es esencial para poder desarrollar sistemas aplicables a los más diversos ámbitos del quehacer humano, pero siempre conociendo a cabalidad los límites y posibilidades de esos procesos. Y esto es mucho más relevante si consideramos lo que aún nos falta por lograr: mayor desarrollo en términos de integración de información para la colaboración e interacción con seres humanos, potenciando procesos que se acerquen a lo que conocemos como comportamiento asociativo y explicativo.

De esta forma, será posible hacer uso de este potencial en áreas que, por su naturaleza, son riesgosas para el ser humano, pero que requieren para su ejecución más que una automatización rutinaria: necesitan un modelo de toma de decisiones basado en como un ser humano lo haría.

Ahora, estos avances actuales y los desarrollos que vienen a futuro implican desafíos importantes. Es urgente analizar qué políticas se van a generar en torno al uso de inteligencia artificial, para regular desde un marco ético, transparente y riguroso, qué es lo que se realizará usando estos sistemas, quién o quiénes se harán responsables de velar por la integridad en el uso y cuál será la cadena de toma de decisiones, entre muchos otros temas.

Estamos viviendo un momento clave: hoy podemos analizar y definir principios para el uso de la inteligencia artificial, en paralelo con el avance en esta y otras áreas relacionadas que, ciertamente, puede contribuir de manera importante a mejorar la calidad de vida de toda la sociedad.

Una de las áreas de mayor interés actualmente es la edición del genoma. En los próximos 10 años eso va a ser justamente un área tremendamente potente por varias razones. La primera tiene que ver con la técnica en sí. Esto de poder manipular los genomas y cambiar la información genética a voluntad, tiene un potencial en biomedicina que es gigantesco. Hay muchas enfermedades que se producen justamente por cambios en el material genético, esos cambios muchas veces son puntuales, son pequeños, y eventualmente se podrían corregir usando esta tecnología (Crispr-Cas9).

Si bien nuestro conocimiento acerca de las bases moleculares de muchas enfermedades todavía es incompleto, hay muchos casos en que efectivamente sí sabemos bastante bien por qué se producen. En esos casos, uno podría pensar que esta técnica va a ser utilizada de manera bastante frecuente en el futuro. El problema que hay con eso tiene que ver con que las técnicas todavía no han alcanzado un nivel suficiente de avance como para garantizar que los cambios que uno efectúe sean los que uno quiere buscar.

Eso quiere decir que todavía hay incertidumbre con respecto a los cambios que vamos a hacer. Por eso fue tan polémico lo del investigador chino, porque los cambios que él introdujo no son efectivamente los que él buscaba, hubo unas alteraciones por ahí.

Eso tiene que ver con que la técnica todavía no está puesta a punto. Entonces, uno podría sospechar que la próxima década va a haber avances vía Crispr-Cas9 u otras tecnologías, este año apareció otra forma de modificar que es más eficiente y que nos va a permitir modificar el genoma humano.

Resuelto el problema técnico, va a venir el otro dilema, que es el ético. Cuándo se va a utilizar, quiénes lo van a utilizar, para qué efectos se va a usar, qué características vamos a cambiar. Hay una discusión que tiene que ver con que si estamos suficientemente preparados desde el punto de vista técnico para hacer modificaciones en la línea germinal humana, eso quiere decir que vamos a hacer cambios que van a ser heredables, por lo tanto, se van a incorporar en nuestro patrimonio genético. Eso nunca antes había ocurrido en la historia.

Lo otro que me parece muy interesante observar la próxima década va a ser la generación de vida sintética. Ya se han ensamblado algunos genomas sintéticos, se está buscando ensamblar un genoma de una levadura y eventualmente vamos a generar formas de vida nueva, basadas en carbono, ADN, proteína, pero con información que nosotros sintetizamos y eventualmente con características que nosotros hagamos. Vamos a tener probablemente la oportunidad de generar seres vivos a la medida, con la información que tenemos, al menos, hasta ahora.

La tercera que yo creo que va a ser tremendamente potente va a ser la de órganos crecidos in vitro. Organoides, ése es el nombre técnico, que están compitiendo con otras tecnologías que son las quimeras, que son animales que tienen órganos humanos creciendo dentro. En ambos casos, el objetivo es el mismo. Poder tener órganos humanos aptos para trasplantes.