Ciencia astronómica se centra en inteligencia artificial y nuevas tecnologías

Aprovechar un recurso único: los cielos chilenos. Esa fue la razón de ser por la cual en 2008 nació el Centro de Excelencia en Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), la mayor entidad nacional dedicada a la investigación y desarrollo de tecnologías vinculadas a la astronomía en Chile. Durante su primera etapa, fue liderado por la reconocida astrónoma nacional María Teresa Ruiz como su directora, con la Universidad de Chile como institución albergante, y la Universidad Católica y de Concepción como asociadas.

Tras un año de trabajo y luego de la adjudicación del cuarto concurso de financiamiento Basal para Centros Científicos y Tecnológicos de Excelencia, el CATA inicia una segunda fase, de 5 + 5 años, incorporándose dos nuevas instituciones asociadas: la Universidad Andrés Bello y la Universidad Diego Portales.

La misión de CATA se ha centrado en cinco aspectos fundamentales. El primero es la investigación. Como explica su nuevo director, Guido Garay, profesor del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, y Premio Nacional de Ciencias Exactas 2017: “Lo que hemos hecho y queremos seguir haciendo es abordar problemas fundamentales de la astrofísica, haciendo uso de los formidables telescopios que tenemos disponibles, gracias a los observatorios internacionales que están en el país”. El 10% del tiempo de observación astronómica está reservado para investigadores chilenos.

El segundo aspecto es educación: Formar a las nuevas generaciones de astrofísicos y también de ingenieros especialistas en instrumentación astronómica. Luego, impulsar el desarrollo de alta tecnología en Chile, apoyando iniciativas entre astrónomos e ingenieros; y la transferencia tecnológica, identificando aplicaciones que han salido de sus laboratorios y que se puedan transferir a la industria y sociedad. Finalmente, y muy importante, es la divulgación científica: comunicar a la sociedad la investigación y sus resultados, y educar a la sociedad en los principios de la Astronomía.

“Hemos sido muy exitosos en los trece años que duró nuestra primera etapa. En el ámbito de la investigación, publicamos cerca de 3.400 artículos en revistas internacionales”, cuenta Guido Garay y agrega: “Hemos formado 380 estudiantes, tanto de magíster como de doctorado. En tecnología, diseñamos un radio-receptor para el observatorio ALMA, que ya fue puesto en marcha, lo que es un logro realmente importante”.
 

La era de la inteligencia artificial

En la segunda etapa, el foco estará puesto en la transferencia tecnológica. “Se extenderá lo que ya se venía haciendo en desarrollo instrumental”, afirma Patricia Tissera, profesora del Instituto de Astrofísica UC e investigadora titular del CATA, y agrega: “Vamos a incorporar de manera más explícita la inteligencia artificial. Con las grandes bases de datos que ya se están generando, pero que en el futuro se van a incrementar mucho más, la astronomía ya se está preparando para hacer ciencia de una manera diferente, utilizando técnicas de inteligencia artificial para el análisis y el manejo de los datos”.

Es por eso que el CATA busca contribuir a la formación de recursos humanos altamente capacitados, en principio aplicado a la astronomía, pero también pretende aportar a otros sectores de la sociedad. De ahí que el Centro cuenta con colaboradores como Microsoft y la Universidad de Sussex. En ese sentido, se creó el CATA Liaison Program, que busca aunar los esfuerzos de desarrollo tecnológico con inteligencia artificial, buscando optimizar los recursos que tenemos a todo nivel para poder transferir de modo más eficiente las tecnologías, los códigos, los algoritmos que se van generando”. La idea es trabajar en conjunto con las distintas universidades asociadas, que ya cuentan con centros de transferencia tecnológica.

Como explica el también profesor del Instituto de Astrofísica UC, Ezequiel Treister, subdirector de CATA: “Estos nuevos telescopios, estas nuevas tecnologías que se han ido instalando en el país, nos han llevado a incorporar temas de big data, inteligencia artificial. Los necesitamos para poder sacar el mayor provecho científico de estos instrumentos”.

De ahí que además del desarrollo de instrumental astronómico, CATA busca impulsar el desarrollo informático. Es por esto que nace la alianza con Microsoft -gracias a un programa de colaboración previo con la UC, a través de la Vicerrectoría de Investigación y el Centro de Innovación UC-. “Nosotros incorporamos en nuestro trabajo tecnologías de la nube, tales como cálculo y almacenamiento, entre otras; mientras que Microsoft prueba sus softwares con nosotros. Y al mismo tiempo, ofrecemos oportunidades para que nuestros estudiantes e investigadores jóvenes se capaciten en nuevas tecnologías, de manera que estén capacitados en las tecnologías que usa la industria en la actualidad”, cuenta Ezequiel Treister.

De hecho, el convenio incluye un programa de pasantías en Microsoft que se espera implementar prontamente, así como también iniciativas de divulgación científica tales como ciencia ciudadana y observación remota.

“Sería interesante que la industria nos identificara como un Centro en el cual se pueden plantear problemas para encontrar soluciones. Queremos apuntar a tener una relación fluida entre la academia y diferentes actores del sector productivo”, agrega Patricia Tissera.

Renovación

En esta segunda etapa del Centro, la colaboración se ha extendido a distintas universidades, cubriendo buena parte del territorio nacional, de Arica a Concepción. “Hay investigadores de 7 instituciones que no pertenecen a las universidades asociadas, que están participando, por lo que hemos expandido el impacto del CATA al resto del país”, expresa su director. Así también incorporaron a universidades que recién están abriendo sus carreras de Astronomía.

En total son 15 investigadores titulares y 42 asociados, de 12 universidades distintas, “lo que representa a un tercio de los astrónomos chilenos con posiciones permanentes”, expresa Guido Garay. También se renovó el 60% de los investigadores principales, bajando el promedio de edad a 42 años.

Otro aspecto, es que se ha buscado lograr un mayor balance de género. Entre los investigadores titulares, se ha incrementado a un 20% la presencia de mujeres (de un 10% en la primera etapa), mientras que en los investigadores asociados, aumentó a un 25%.

Entender los secretos del Universo

Comprender mejor la llamada “energía oscura”, que representa cerca del 70% de la masa-energía total del universo, será el principal desafío para el CATA en materia de investigación. “Con los nuevos telescopios uno va entrando en problemas cada vez más interesantes y desafiantes, como la astrobiología, que permite entender cómo se llegó a tener vida en la Tierra o cualquier otro planeta”, explica su director.

El CATA desarrolla siete áreas de investigación, incluyendo temas como cosmología, formación estelar, formación de planetas, evolución de galaxias y sistemas solares, entre otros. “Todo esto se orienta a sacar el mejor provecho tanto a los telescopios que tenemos actualmente, como los que se van a instalar en el futuro en nuestro país”, afirma el profesor Treister y agrega que “parte de la razón de ser de esta renovación no es hacer más de lo mismo, que es territorio conocido, sino también anticiparnos y ser buenos usuarios de estas nuevas tecnologías, para estar preparados para lo que viene”.

Salir del área de confort

El mayor desafío es, como dice Guido Garay, “aunarnos todos por una mejor comprensión del Universo”.

“Lo que aporta un Centro como el CATA son las sinergias que puede ayudar a generar, identificar las conexiones y maximizarlas, toda la investigación está conectada. En ese sentido, un gran desafío para esta nueva etapa del CATA es la vinculación con la industria. Salir de nuestra área de confort, aportando a la sociedad de manera concreta más allá de la investigación que hacemos”, afirma Ezequiel Treister.

En cuanto a la divulgación, las metas tienen que ver con masificar la astronomía. “El gran desafío es acercarnos a las poblaciones que en general tienen poco acceso, a las que aún no hemos llegado. Ahí es donde queremos apuntar y la tecnología es nuestro gran aliado en esto”, agrega el profesor Treister.

La tarea que se viene por delante no es menor. ¿Qué motiva a estos investigadores?

“Es una oportunidad única de poder diseñar algo más integral, desafiante. A mí me motiva mucho la transferencia tecnológica, la astronomía es también un motor de avance tecnológico potente que deberíamos desarrollar más”, dice la profesora Patricia Tissera.

“Me motiva contribuir a que la astronomía nacional esté en la frontera del conocimiento y a formar a los jóvenes que serán los futuros paladines de la astronomía mundial”, agrega Guido Garay.

Y como concluye Ezequiel Treister: Estamos convencidos de que tenemos mucho que aportar. Ojalá después de diez años podamos decir que pusimos un grano de arena. Yo creo que la astronomía tiene un gran potencial para ayudar a construir un Chile mejor, ¡nos tocó la suerte de vivir en el país con los mejores cielos del mundo y tenemos que aprovecharlo!”