Desde sus inicios, la Universidad de California ha impulsado las principales industrias del estado y ayudado a resolver algunos de sus mayores desafíos. Nuestro profesorado aporta curiosidad, ingenio y años de experiencia acumulada a sus investigaciones. Pero incluso el cerebro humano más ágil solo puede procesar una cantidad limitada de números al día.
Ahí es donde entra en juego la IA. Puede analizar grandes cantidades de datos, identificar patrones y realizar predicciones que ponen a disposición información vital. A medida que la IA se vuelve más potente y fácil de usar, los investigadores de la UC encuentran maneras de integrar estas tecnologías emergentes en su trabajo, acortando el camino hacia soluciones que benefician a todos los californianos.
“La IA tiene el potencial de desentrañar sistemas complejos y ampliar nuestra capacidad para comprender mejor los fenómenos interrelacionados en torno a algunos de los mayores desafíos del mundo”, afirma Theresa Maldonado, vicepresidenta de Investigación e Innovación de la UC. Investigadores de la UC, tanto en ciencias, medicina e ingeniería como en humanidades y derecho, están demostrando cómo la IA puede ampliar el potencial humano, en lugar de sustituirlo, y potenciar nuestra creatividad y capacidad de innovación, añade Maldonado.
Desde la prevención de la falta de vivienda hasta la identificación temprana de la enfermedad de Alzheimer, estas son algunas de las formas en que los investigadores de la UC están poniendo la IA a trabajar para California.
Acortar su viaje diario
Si eres californiano o alguna vez has intentado charlar con uno, sabes que el tráfico es un problema grave aquí. Y con razón: el conductor promedio en las áreas metropolitanas de Los Ángeles o San Francisco —donde residen aproximadamente la mitad de la población del estado— pasa el equivalente a cuatro días al año atascado en el tráfico , con un costo de $1,600 en combustible desperdiciado y oportunidades económicas por conductor.
Las raíces de la épica congestión vehicular de California son profundas, fruto de generaciones de políticas públicas que han dejado a muchos californianos con pocas opciones más que tener coche y usarlo con frecuencia . Pero al menos parte del problema radica en el instinto. En el tráfico denso, un simple toque de freno puede revolucionar una fila de coches, provocando una ralentización, un atasco o incluso un accidente.
https://www.universityofcalifornia.edu/media/oembed?url=https%3A//youtu.be/PA3lyoCZnP0&max_width=1200&max_height=720&hash=6M1Q37dp4UVG3XsWoW1xu4UIwgO6sLCa1_fr3hkCr9wInvestigadores de la Universidad de California en Berkeley se unieron para estudiar si unos pocos vehículos autónomos en red podrían aliviar los dolores de cabeza que suponen los desplazamientos diarios para todos.
Científicos de la Universidad de California en Berkeley están probando si la incorporación de unos pocos vehículos equipados con IA en la hora punta puede aliviar estos atascos fantasma, haciendo que el viaje al trabajo sea más rápido, seguro y con un menor consumo de energía. Durante una semana laboral de 2022, conductores humanos pilotaron cien vehículos con IA en un tramo crónicamente congestionado de la Interestatal 24 en Nashville durante el trayecto matutino. Cada vehículo de la flota de IA recopiló datos sobre el tráfico en sus inmediaciones y respondió al mismo, además de estar conectado en red con todos los demás vehículos de la flota.
Funcionó. «Los resultados preliminares sugieren que, incluso con una pequeña proporción de estos vehículos en la carretera, podemos cambiar eficazmente el comportamiento general del tráfico», dijo Alexandre Bayen, director del Centro de Investigación de Tecnología de la Información en Interés de la Sociedad y el Instituto Banatao (CITRIS) . Bayen dirigió el estudio, que fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, el Departamento de Transporte de EE. UU., el Departamento de Energía de EE. UU. y la Administración Federal de Carreteras, entre otros. «El punto de inflexión aquí fue la coordinación: el hecho de que los vehículos se aprovechan mutuamente y pueden reaccionar preventivamente a las condiciones del tráfico aguas abajo y mejorar la eficiencia general del combustible del tráfico en la autopista».
Alexandre Bayen, profesor de ingeniería eléctrica y informática en la UC Berkeley y director del estudio de tráfico del Consorcio CIRCLES.Cortesía de UC Berkeley
Supercomputadoras para superviajantes
Descubra más formas en las que los investigadores de la UC utilizan la IA para que sea más fácil, seguro y divertido moverse por el Estado Dorado.
- La inteligencia artificial diseñada por programadores de UC Berkeley recompensa a quienes comparten el auto con más luces verdes, incentivando a más personas a dejar de viajar en solitario u optar por el transporte público.
- Los ingenieros eléctricos de UC Merced están probando la capacidad de la IA para respaldar a los controladores de tráfico aéreo, mejorando la seguridad en situaciones de alto riesgo y de rápido movimiento.
- Los estudiantes y profesores del Laboratorio de Vehículos Autónomos de la UC San Diego se están preparando para lanzar una flota de scooters que podrán conducirse solos a áreas con alta demanda.
Ayudando a prevenir la falta de vivienda
Según una investigación reciente de la Iniciativa Benioff para Personas sin Hogar y Vivienda de la Universidad de California en San Francisco , la mayoría de los californianos sin hogar afirman que una pequeña ayuda financiera en el momento oportuno habría sido suficiente para conservar la vivienda que perdieron. Las agencias públicas brindan ese tipo de apoyo, pero han tenido dificultades para hacerlo llegar a las personas con mayor riesgo de quedarse sin hogar, en parte porque es difícil saber quiénes se encuentran en esa categoría.
“Aquí en Los Ángeles, puede que haya varios millones de personas que reciben asistencia pública, todas ellas aparentemente vulnerables. Pero, en un año cualquiera, solo entre el uno y el dos por ciento de ellas se inscriben en servicios para personas sin hogar por primera vez”, afirmó Janey Rountree, directora ejecutiva del Laboratorio de Políticas de California en la UCLA. Con las capacidades predictivas de la IA, el equipo de Rountree está ayudando al condado de Los Ángeles a identificar a las personas para quienes un poco de ayuda marcará la diferencia.
Su grupo de investigación utiliza registros anónimos de media docena de agencias del condado, que reflejan las visitas a urgencias, la atención de salud mental y trastornos por consumo de sustancias, y el uso de prestaciones públicas. Han creado un algoritmo que predice quiénes corren el mayor riesgo de quedarse sin hogar en un futuro próximo. Rountree afirma que el algoritmo es más del triple de preciso para predecir la probabilidad de que una persona se quede sin hogar que una estimación aleatoria. Estas son las personas que el personal de la agencia localiza para ofrecerles apoyo personalizado, como financiación a corto plazo para cubrir gastos y ayudar a las personas a estabilizar su situación de vivienda.
Desde el lanzamiento del programa piloto en 2021, el condado de Los Ángeles ha ofrecido apoyo a más de 700 angelinos con alto riesgo de quedarse sin hogar. El 86 % de ellos aún conservan su vivienda.
Janey Rountree, directora ejecutiva del Laboratorio de Políticas de California en la UCLACortesía de California Policy Lab
Liderando la IA ética en la educación superior
En 2021, la Universidad de California se convirtió en la primera del país en adoptar recomendaciones para el desarrollo ético y la implementación de la IA. Actualmente, el Consejo de IA de la UC está implementando estas recomendaciones con capacitación y herramientas para ayudar al personal, profesorado y estudiantes a evaluar las oportunidades y los riesgos de la tecnología. Estos recursos estarán disponibles a finales de este año.
Cultivando más y mejores alimentos
Se dieran cuenta o no, los humanos comenzaron a manipular los genes en Mesopotamia, cuando los primeros agricultores empezaron a seleccionar las semillas de las plantas más sabrosas o resistentes de la cosecha para plantarlas en la temporada siguiente. A pesar de 10.000 años de avances en nuestra comprensión de la genética, aún requiere mucho tiempo desentrañar las complejas relaciones no lineales entre los genes de una planta y los rasgos que surgen a medida que crece.
“Podemos obtener ganancias con mayor rapidez si podemos predecir con precisión el rendimiento de la próxima generación, o el posible rendimiento de una variedad de cultivo en un nuevo entorno donde no la hemos probado antes”, afirmó Christine Diepenbrock, profesora de Ciencias Vegetales de la UC Davis. Diepenbrock es investigadora del Instituto de IA para Sistemas Alimentarios de Próxima Generación , un consorcio de seis universidades con sede en la UC Davis financiado por el Departamento de Agricultura de EE. UU. y la Fundación Nacional de Ciencias.
Diepenbrock utiliza inteligencia artificial para acelerar el antiguo proceso de intentar producir más y mejores alimentos con menos recursos. En un estudio de 2023 , su laboratorio empleó aprendizaje automático para identificar los genes que aumentan los niveles de carotenoides provitamina A en el maíz. Este nutriente vital escasea en la mayoría de las variedades de este cultivo, lo que explica en parte que la deficiencia de vitamina A sea más común en las zonas del mundo donde el maíz es un alimento básico. La deficiencia de vitamina A se relaciona con pérdida de visión, eccema, infecciones, infertilidad y más.
Christine Diepenbrock, profesora de Ciencias Vegetales de la UC Davis e investigadora del Instituto de IA para Sistemas Alimentarios de Próxima Generación.Cortesía de UC Davis
Datos en el menú
Descubra más formas en que los científicos de la UC utilizan la IA para beneficiar a los productores, distribuidores y consumidores de todo el estado.
- Un estudio de UC Riverside aplica el aprendizaje automático para ayudar a identificar qué moléculas contribuyen a nuestros olores favoritos, con posibles aplicaciones en sabores y fragancias.
- Un ingeniero de UC Merced está diseñando un robot inteligente para aliviar la carga física de la cosecha de fresas.
Diagnosticar el Alzheimer a tiempo para una intervención temprana
Un medicamento para el Alzheimer llamado donanemab superó recientemente otro obstáculo en su camino hacia la aprobación de la FDA. Un panel de expertos determinó que el beneficio del nuevo tratamiento —una leve ralentización del deterioro cognitivo— superaba sus riesgos. Estos beneficios fueron más pronunciados en pacientes en etapas tempranas de la enfermedad, un hallazgo que subraya la importancia crucial de detectar el Alzheimer lo antes posible.
Ahora, científicos de la Universidad de California en San Francisco utilizan IA para predecir la enfermedad de Alzheimer años antes de que aparezcan los síntomas. Alice Tang, estudiante de medicina y doctorado en el Laboratorio Sirota, desarrolló un algoritmo para analizar los historiales clínicos de 5 millones de pacientes, comparando a quienes finalmente desarrollaron Alzheimer con quienes no. El sistema buscó patrones en otras afecciones, como la hipertensión, el colesterol alto y la deficiencia de vitamina D. El algoritmo de Tang tuvo una precisión del 72 % al identificar a los pacientes que desarrollarían Alzheimer, hasta siete años antes de la aparición de los síntomas.
“Este es un primer paso hacia el uso de la IA en datos clínicos rutinarios, no solo para identificar el riesgo lo antes posible, sino también para comprender su biología”, afirmó Tang sobre el estudio financiado por los Institutos Nacionales de Salud. “El poder de este enfoque de IA reside en la identificación del riesgo basándose en combinaciones de enfermedades”.
Tang es uno de los muchos investigadores de la UC que utilizan la IA para obtener diagnósticos de forma más rápida, económica, precisa e incluso más equitativa . Los estudios muestran resultados prometedores para afecciones que van desde enfermedades cardíacas hasta cáncer , traumatismos craneoencefálicos y muchas más.
Inteligencia artificial, beneficios reales para la salud
Explore más formas en que los investigadores de la UC están utilizando algoritmos para potenciar la atención médica y la investigación médica en California y en todo el mundo:
- Médicos y científicos informáticos de UC Riverside, UC Santa Barbara y UC San Francisco descubrieron que ChatGPT podía proporcionar una alerta temprana de brotes de enfermedades contagiosas al escanear tweets .
- Los científicos de UC Riverside utilizaron el aprendizaje automático para descubrir medicamentos para tratar la COVID-19 .
Alertar a los servicios de emergencia sobre incendios forestales
A medida que el cambio climático aviva incendios cada vez más grandes en todo el estado, la respuesta rápida de los bomberos nunca ha sido tan importante. Ahora, un programa de la Universidad de California en San Diego llamado ALERTCalifornia está utilizando el poder de la inteligencia artificial para facilitar la labor ancestral de detectar incendios.
Científicos de la UC San Diego utilizaron 20 años de imágenes de archivo de incendios forestales y las combinaron con la experiencia de CAL FIRE para entrenar computadoras a reconocer humo y llamas en las imágenes de las cámaras de la red. Ahora, recopilan datos de cámaras ubicadas en zonas propensas a incendios en todo el estado. Cuando aparece humo en un fotograma, el sistema alerta a los bomberos para que puedan confirmar el incendio y tomar decisiones sobre cómo responder con mayor rapidez. Las cámaras de ALERTCalifornia nunca duermen y pueden detectar señales de incendio a 96 kilómetros de distancia durante el día y a 193 kilómetros en una noche despejada. Con más de mil cámaras distribuidas por todo el estado, el sistema también ha ayudado a los equipos de emergencia y científicos a monitorear deslizamientos de tierra, ríos atmosféricos e incluso al escurridizo cóndor de California, una especie en peligro de extinción.
CAL FIRE puso a prueba la herramienta de IA en seis regiones a partir del verano pasado. Funcionó tan bien, en algunos casos alertando a los bomberos sobre un nuevo incendio antes de recibir la primera llamada al 911, que la agencia la expandió a sus 21 unidades en pocos meses. Y este verano, CAL FIRE agregó las transmisiones de las cámaras de ALERTCalifornia a cada página de incidentes de incendios , brindando a los californianos información actualizada sobre los incendios que podrían afectar a sus comunidades.
IA para el clima
Conozca más formas en que la UC utiliza IA para ayudar a California a lidiar con el cambio climático:
- Los científicos de la Universidad de California en Santa Bárbara desarrollaron una computadora que puede detectar el metano , un gas de efecto invernadero invisible pero potente que a menudo no se informa en la ciencia del clima.
- Los meteorólogos de la UC Irvine están usando IA para pronosticar las nubes : un arte notoriamente difícil, pero con grandes implicaciones para la investigación climática.
Preservando la biodiversidad de California
California alberga más especies de aves que cualquier otro estado, desde el diminuto colibrí de Calíope hasta el colosal cóndor, y más de 700 especies intermedias. A medida que el cambio climático y el desarrollo reorganizan el hábitat de la vida silvestre y amenazan la avifauna aquí y en todo el mundo, la importancia de monitorear la evolución de las especies no hace más que crecer. Sin embargo, los censos de aves tradicionales, realizados por personas que se adentran en sus territorios y están atentos a sus cantos o avistamientos, son una gran tarea.
El profesor de Ciencias de la Computación e Ingeniería de la UC Merced, Shawn Newsam, y el estudiante de posgrado de Ingeniería Eléctrica e Informática, Shrishail Baligar, utilizaron un tipo de inteligencia artificial llamada red neuronal convolucional para optimizar la eficiencia y precisión de los censos de aves. Colaboraron con investigadores de la Universidad Estatal de Sonoma y Point Blue Conservation Science para entrenar un algoritmo que reconociera el canto de un ave. Posteriormente, Newsam y Baligar alimentaron el algoritmo con más de 8000 horas de audio de 600 grabadoras distribuidas por el condado de Sonoma. De forma similar a como lo haría un observador de aves humano experto, el algoritmo aprendió a analizar e identificar muchos de los cantos superpuestos que captaron las grabadoras, detectando finalmente 54 especies .
A diferencia de los observadores de aves humanos, cada grabador permaneció en el campo durante dos semanas seguidas, lo que mejoró la probabilidad de que cualquier micrófono captara las aves cercanas. Además, los diminutos micrófonos no alteraron el comportamiento de las aves como sí lo hace la presencia humana, otro factor que puede afectar la precisión de los datos de un censo.
Shawn Newsam, a la izquierda, y Shrishail Baligar, científicos de la UC Merced que utilizaron inteligencia artificial para informar la investigación sobre la población de aves.Universidad de California en Merced
IA para la naturaleza
Los investigadores de la UC están utilizando IA para ayudar a los californianos a experimentar y comprender el mundo natural.
- Un lingüista y un científico informático de la UC Berkeley forman parte del equipo internacional que utiliza el aprendizaje automático para descifrar el canto de las ballenas , lo que se considera el mayor esfuerzo de comunicación entre especies en la historia de la humanidad.
- En la Universidad de California en Santa Cruz, científicos informáticos desarrollaron un programa para ayudar a los salvavidas a monitorear las corrientes de resaca y prevenir ahogamientos en la playa.
La IA se muestra increíblemente prometedora para ayudar a resolver algunos de los mayores problemas de California, señala Ramesh Srinivasan, profesor de estudios de la información y diseño/artes mediáticas en la UCLA. Sin embargo, la IA también conlleva riesgos para el Estado Dorado , y los expertos de la UC están impulsando el creciente debate sobre cómo garantizar que estas tecnologías no solo sean eficaces y accesibles, sino también seguras y equitativas.
“La pregunta no es si las máquinas son buenas o malas”, dijo Srinivasan. “Sino: ‘¿Cómo podemos garantizar que estas máquinas sirvan a la humanidad?’”
Universidad de California News. J. B. Traducido al español
