En 1609, Galileo inventó el telescopio y vio nuestro cosmos en una forma completamente diferente. Probó la teoría de que tanto la Tierra como otros planetas en nuestro Sistema Solar, giran alrededor del Sol, lo que hasta ese momento había sido imposible de observar. IBM Research continúa ese trabajo a través de la búsqueda de nuevos instrumentos científicos -ya sean dispositivos físicos o herramientas de software de avanzada-– diseñados para hacer que lo que es invisible en nuestro mundo sea visible, desde el nivel macroscópico hasta la nano-escala. 

“La comunidad científica tiene una maravillosa tradición de crear instrumentos que nos ayuden a visualizar el mundo en formas totalmente nuevas…Con los avances en inteligencia artificial y nanotecnología, apuntamos a inventar una nueva generación de instrumentos científicos, que harán que los complejos sistemas invisibles de nuestro mundo de hoy, se hagan visibles en los próximos 5 año”, comentó Dario Gil, Vicepresidente de Ciencia y Soluciones de IBM Research.

Este es el  top 5 de predicciones  IBM para el corto plazo:

Nuestras palabras, ventana de la salud mental

Si el cerebro es una caja negra que no entendemos totalmente, entonces el habla es la clave para descifrarla. En 5 años, lo que decimos y escribimos será utilizado como indicador de nuestro bienestar de salud física y mental. Los patrones en nuestra habla y escritura serán analizados por nuevos sistemas cognitivos y proveerán signos reveladores de enfermedades mentales y neurológicas en estado temprano de desarrollo, lo que ayudará a los médicos y a los pacientes a prevenir, monitorear y hacer seguimiento de dichas enfermedades.

En IBM, los científicos están utilizando transcripciones y audios de entrevistas psiquiátricas, junto a técnicas de machine learning, para identificar patrones en el habla, para ayudar a los médicos clínicos a predecir y monitorear con precisión enfermedades como psicosis, esquizofrenia, manía y depresión. Hoy, toma solamente son necesarias 300 palabras para ayudar a los médicos clínicos a predecir la probabilidad de que una persona padezca psicosis.

La computación cognitiva puede analizar las palabras habladas o escritas del paciente, para buscar indicadores que se encuentran en el lenguaje, como significado, sintaxis y entonación. Combinar los resultados de estas mediciones con aquellas realizadas con wearable devices y con sistemas de imagen  (resonancias magnéticas y encefalogramas), puede mostrarnos una imagen completa de la persona, para que los profesionales de la salud puedan identificar, entender y tratar la enfermedad subyacente.

Visión de superhéroes

Más del 99.9 por ciento del espectro electromagnético no puede ser observado por el ojo humano.  En cinco años, nuevos dispositivos de imagen que utilizarán hiper-imagen e Inteligencia Artificial nos ayudarán a ver ampliamente, más allá del dominio de la luz visible, a través de la combinación de múltiples bandas del espectro electromagnético, y así revelar información de valor o peligros potenciales, que de otro modo serían desconocidos o no perceptibles a la vista. Más importante, estos dispositivos serán portátiles, accesibles y asequibles, para que la visión de superhéroe sea parte de nuestras experiencias de todos los días.

Una visión de los fenómenos físicos invisibles o vagamente visibles que nos rodean podría ayudar a que las condiciones de la carretera y el tráfico sean más claras para los conductores y los automóviles auto-dirigidos. Por ejemplo, utilizando imágenes de onda milimétrica, una cámara y otros sensores, la tecnología de hiper-imagen podría ayudar a un auto a ver a través de la lluvia, detectar condiciones peligrosas y difíciles de ver como hielo en el pavimento, o decirnos si hay algún objeto en el camino, incluyendo la distancia y el tamaño.

Incorporada en nuestros teléfonos, estas mismas tecnologías podrían tomar imágenes de nuestra comida para mostrar la información de valor nutricional, o si es sano para comerlo. Una hiper-imagen de una medicina o de un cheque puede decirnos si es fraudulento o no. Lo que alguna vez estuvo más allá de la percepción humana, podrá ser visto.

Entender complejidad de la Tierra

Hoy, el mundo físico solo nos deja entrever nuestro complejo e interconectado ecosistema. Reunimos exabytes de datos -pero la mayoría está desorganizado.  Gracias al Internet de las Cosas, nuevas fuentes de datos se vierten de millones de objetos conectados – desde refrigeradores, lámparas y el monitor de ritmo cardíaco, hasta sensores remotos como drones, cámaras, satélites y matrices de telescopios.

En 5 años, utilizaremos algoritmos y software de machine-learning para ayudarnos a organizar la información sobre el mundo físico, para ayudar a traer la vasta y compleja cantidad de datos reunidos por los miles de millones de dispositivos dentro del rango de nuestra visión y comprensión. A esto lo denominamos "macroscope" – pero a diferencia del microscopio, que ve lo que es muy pequeño, o del telescopio que puede ver lo que está muy lejos, es un sistema de software y algoritmos que trae todos los complejos datos de la Tierra combinados, para analizarlos y entender su significado.

Agregando, organizando y analizando los datos del clima, condiciones del suelo, niveles del agua, y su relación con prácticas de riego, por ejemplo, una nueva generación de agricultores tendrá información que les ayudará a determinar las opciones correctas de cultivo, dónde plantarlas y cómo producir rendimientos óptimos mientras se conservan los preciosos suministros de agua.

Laboratorios médicos “on a chip”

En los próximos 5 años, nuevos laboratorios médicos on a chip servirán como detectives de nanotecnología en salud,  rastreando pistas invisibles en nuestros fluidos corporales y haciéndonos saber inmediatamente si tenemos alguna razón por la cual consultar a un médico. El objetivo es reducir hasta un solo chip de silicio todos los procesos necesarios para analizar una enfermedad, que normalmente se llevaría a cabo en un laboratorio de bioquímica a gran escala.

La tecnología lab-on-a-chip fundamentalmente podría ser empaquetada en un conveniente dispositivo de mano, para ayudar a las personas a medir rápida y regularmente la presencia de bio-marcadores que se encuentran en pequeñas cantidades de fluidos corporales, y enviar dicha información a través de la nube, desde la comodidad de su casa. Allí, podría ser combinada con otros datos de dispositivos habilitados por IoT, como monitores de sueño o relojes inteligentes, y analizarlos por sistemas de información de inteligencia artificial. Al tomarlos todos en su conjunto, el set de datos nos dará una visión profunda de nuestra salud, y nos alertará en caso haya señales de problemas, ayudándonos a frenar la enfermedad antes de que progrese.

En IBM Research, los científicos están desarrollando nanotecnología lab-on-a-chip que pueda separar y aislar bio-partículas en partes de 20 nanómetros de diámetro, una escala que nos da acceso al ADN, virus y exosomas. Esas partículas pueden ser analizadas para potencialmente revelar la presencia de enfermedades, aun cuando no hemos tenido síntomas. 

Detector de contaminación ambiental

La mayor parte de los contaminantes no son visibles al ojo humano, hasta que sus efectos hacen imposible que los ignoremos. El metano, por ejemplo, es el componente primario del gas natural, considerado comúnmente como una fuente limpia de energía. Pero si el metano se escapa en el aire antes de ser utilizado, puede dañar la atmósfera de la Tierra. En 5 años, nuevas y asequibles tecnologías sensoriales, desarrolladas cercanas a los pozos de extracción de gas natural, instalaciones de almacenamiento, y a lo largo de las cañerías de distribución, ayudarán a determinar con precisión y en tiempo real las pérdidas invisibles.

Con los avances en inteligencia artificial y nanotecnología, apuntamos a inventar una nueva generación de instrumentos científicos, que harán que los complejos sistemas invisibles de nuestro mundo de hoy, se hagan visibles en los próximos 5 años.