Astronomía y Ciencia de Datos: una relación elemental

Astronomía y Ciencia de Datos: una relación elemental

Astronomía y Ciencia de Datos: una relación elemental (y con mucho potencial para la economía local).

Fuente: Forcast

¿Recuerdan a Katie Bouman? En caso que no, les contamos que ella fue la científica que a principio de 2019 hizo viral una fotografía en redes sociales que se tomó junto a una pila de discos duros, que en total sumaron más de 5.000.000 gigabytes, indispensables para contener el total de datos que permitieron la creación de la histórica primera fotografía de un agujero negro.

Ese hito, que cautivó a la prensa de todo el mundo, fue tan solo una parte del inmenso despliegue producto de la coordinación de ocho telescopios localizados en ciudades de todo el globo; además, produjo grandes volúmenes de datos que debieron ser procesados a través de un algoritmo especial.

Es así cómo lidiar con una gran cantidad información es una tarea que para los astrónomos es natural ya que la “la astronomía es una ciencia basada en datos”, así lo manifiesta Mauricio Araya, Doctor en Informática y Académico de la Universidad Federico Santa María, quien a su vez señala que ese análisis no se puede hacer de manera separada.

“Los datos deben ser trabajados de manera conjunta. Parte de esa responsabilidad se le entrega al computador y justamente es allí en donde entra el concepto de ciencia de datos, ya que se desarrollan diversos sistemas para automatizar la obtención de resultados”, concluye.

 Datos astronómicos como herramienta para aportar al desarrollo

 Producto de su geografía y gran diversidad de biomas, en Chile se localizan una serie de laboratorios naturales que, según el libro «Laboratorios Naturales para Chile: Ciencia e Innovación con Ventaja» de Clapes UC, son espacios estratégicos que poseen una serie de características y condiciones que permiten atraer la atención de la ciencia mundial para hacer investigación.

Cuando los laboratorios naturales se sitúan en países emergentes otorgan ventajas comparativas que no son replicables a otros lugares o contextos dada su naturaleza. Permiten estudiar, por ejemplo, fenómenos geofísicos en el ámbito de la vulcanología, los desastres naturales o la investigación de especies locales colaborando con la bioquímica.

Para el caso de Chile, es común escuchar acerca de las características únicas a nivel planetario de los cielos de la zona norte, los que han logrado atraer a grandes consorcios astronómicos y a varias de la principales universidades del mundo como el Observatorio las Campanas, operado por el Instituto Carnegie de Estados Unidos, o el Observatorio de la Universidad de Tokio en la ciudad de Atacama (TAO).

[Recomendamos la columna Astronomía y Data Science en Chile… La mezcla perfecta]

 En palabras de Felipe Larraín, actual ministro de Hacienda, con las ventajas comparativas de los cielos del norte de Chile “se realizaron inversiones en infraestructura para la investigación antes impensadas en el país (unos US$ 5 mil millones al 2020)”

 “en contacto con la frontera del conocimiento”

¿Por qué es relevante continuar desarrollando este sector? El Doctor Mauricio Araya indica que si bien esta es una área muy pequeña, desde una perspectiva económica, “acá en Chile tenemos la mejor astronomía del mundo en términos de observatorios, infraestructura y la cantidad de publicaciones que se hacen”.

Si comparamos a la astronomía con la minería, el sector más desarrollado y el que atrae más dividendos para Chile, Araya sostiene que aun así esta última no es la más avanzada frente a la minería de otros países. Sin embargo, Chile cuenta con un alto nivel en ingeniería, instrumentos y ciencia astronómica.

“A través de la astronomía nos encontramos de manera permanente en contacto con la frontera del conocimiento, una ventana al futuro para saber cuáles serán los problemas que se avecinan”, concluye.

Todos estos elementos nos ayudan a componer un gran puzzle que nos muestra la importancia de esta área del conocimiento. Pero, pareciera faltar una pieza, esa que nos permita entender cuán valiosa es la astronomía pensando los otros sectores de la economía local. Más precisamente, ¿cuál será el destino de todo el conocimiento adquirido en manejo de datos en astronomía pensando las otras necesidades del país?

Utilizando el universo para resolver problemas en la Tierra.

Demian Arancibia es Ingeniero Civil Industrial y Máster en Systems Engineering de la Cornell University, Estados Unidos. Su vasta experiencia en el campo de la astronomía nacional e internacional lo llevó a liderar la Iniciativa Astroinformática del Ministerio de Economía creada en 2013.

El programa, a través de diversas etapas y con el apoyo de iniciativa precedentes, ayudó en la determinación de una serie oportunidades para el Estado chileno desde una dimensión económica. El equipo fue integrado voluntariamente por destacados expertos provenientes de universidades nacionales e internacional; entre ellos, Massimo Tarenghi (físico y astrónomo italiano), María Teresa Ruiz (Premio Nacional de Ciencias Exactas), Juan Rada (economista), quienes consideraron capacidades locales, el desarrollo de un mercado, entre otros factores, a partir de una consulta realizada a más de 400 expertos.

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Gracias a la infraestructura es posible producir una gran cantidad de información de alta calidad. Lo que Arancibia define como “adquisición de datos”.

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Esos datos son un gran valor puesto que son conocimiento sobre el universo.

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Existe un alto nivel de sotisficación para distribuir datos y el contenido que se genera para hacerlo accesible.

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Esto permite nuevas oportunidades en el campo de la exploración y visualización de datos. 

Arancibia indica que estas oportunidades (ver cuadro) se enlazan con las necesidades existentes en otras industrias como en el caso de los bancos, la minería, o aquellas empresas que requieran potenciar sus áreas de marketing. Todas, al igual que en la astronomía, deben procesar grandes volúmenes de información que deben ser analizados y visualizados.

Lo anterior también es compartido por el Doctor Mauricio Araya. Cuenta que los astrónomos estiman que el universo observable tiene más de 100 billones de galaxias por lo que se necesitarán sistemas inteligente cada vez más sofisticados para enfrentar el procesamiento de toda esa información. Esta capacidad puede perfectamente ser útil en otros ámbitos como los ya mencionados. A modo de anécdota, Araya cuenta que muchos profesionales de excelente nivel, luego de pasar por centros astronómicos de gran relevancia, llegan a trabajar a empresas famosas como Spotify, Amazon, entre otras.

 Gestión de datos para la economía del futuro.

 Desde 2017, el Ministerio de Economía a través de su área «Economía del Futuro» y con el apoyo preliminar del Observatorio Europeo Austral (ESO), ALMA y Amazon Web Services, ha impulsado la creación de la Fundación Observatorio de Datos o Data Observatory, que en palabras de los ministros Andrés Couve y José Ramón Valente tendrá como misión “recibir, procesar y almacenar los conjuntos de datos generados en el país, y que, por su volumen, naturaleza y complejidad, requieren una curaduría, exploración, visualización y análisis que facilite su disponibilidad para el desarrollo del conocimiento, tecnología e innovación, y sus aplicaciones para la economía y la sociedad”. [ver columna]

Esta oportunidad para Arancibia ayudará a avanzar hacia una nueva etapa que permita emprender proyectos e iniciativas concretas: formación de talentos, generación de tecnologías, resolver problemas.

“Una empresa en colaboración con esta iniciativa y que genere efectivamente soluciones, que aborde los problemas de la astronomía, tiene un activo que le permite sentarse a la mesa para hacer proyectos a escala mundial. Por ejemplo, una empresa que actualmente trabaja con la compañía Latam en su área de marketing en Chile podría colaborar con el Data Observatory para escalar sus soluciones y poder llegar a trabajar con American Airline, Emirates; es decir, trabajar con una aerolínea que tenga una mayor magnitud de clientes”, concluye.

Lo anterior, además impacta en las oportunidades laborales de los profesionales que se han especializado en el campo de los datos. Hoy, muchos de ellos trabajan en la academia, observatorios o iniciativas públicas, pero están surgiendo de manera creciente empresas tecnológicas locales que están despertando el interés de diversas industrias para resolver problemas utilizando lo más avanzado en tecnologías de la información, y con el apoyo de talentos capaces de hacer frente a esas necesidades.

Cristián Irribarra es astrónomo de la Universidad Católica de Chile y actualmente se desempeña como data scientist en Forcast, empresa especializada en generar soluciones basadas en ciencia de datos, inteligencia artificial, machine learning, entre otras tecnologías.

La misión de Cristián al interior de Forcast es recibir cualquier tipo de dato numérico de las empresas y a partir de ello crear un modelo estadístico con herramientas computacionales que permitan interpretar el comportamiento de esos números para inferir su futuro y qué cosas se pueden obtener.

“Si a ti te pasan el historial de ventas de una tienda, en principio podrías saber cuánto vendes a diario, la cantidad de ganancia que tendrás a fines de mes; sin embargo, si te inmiscuyas más adentro de los datos y utilizas sistemas especiales puedes optimizar la oferta de productos, saber qué precios subir o bajar, cómo responden las personas a los cambios de precios, cuánto te va a cambiar el consumo de un objeto en específico en futuro”, cuenta Cristián.

Para llevar a cabo este trabajo, el experto señala que es indispensable una base de datos, “eso es casi un axioma del data scientist y la inteligencia artificial. Entre más datos tu tengas de algo, mejor se va a desempeñar el modelo que utilizas; además, le asignarás mayor versatilidad”.

“Hace muy poco estábamos haciendo un prototipo para detectar con cámaras anomalías en postes de luz en las calles; es decir, si están chuecos, dañados u otros. Una de las cosas que más me llamó la atención es que utilizamos un sistema que estaba pre hecho pero para interpretar otras imágenes. Este no sabía lo que era un poste, pero con no más de mil imágenes de postes tomadas con mi celular, en unos 30 minutos el sistema lograba reconocerlos”.

Cristián indica que con ese ejemplo se demuestra el alcance que tiene una correcta interpretación de datos ya que los sistemas cada vez son más poderosos, “el cuento es saber aprovecharlo y utilizarlo para diversas industrias. Si pensamos solo en modelos de detección, hay un sinnúmero de aplicaciones posibles que todavía no las hemos probado”.

Ahora bien, en algunos casos las empresas cuentan con sistemas efectivos de recopilación de información, lo que hace la tarea más fácil y rápida; en otros casos, existen problemas en el registro de los datos. Para estos últimos, Cristian indica que es tarea de Forcast saber cómo lidiar con esos vacíos e inconsistencias por parte de los clientes.

“Muchas veces el registro es llenado a mano, o partieron hace poco haciéndolo y no tienen una estructura correcta, pero independientemente de eso nosotros la utilizamos igual. Esté sucia o no igual llegamos al producto final, esta es una parte esencial de lo que hace Forcast”, concluye.

El gran aporte de la astronomía a la resolución de problemas nos muestra el enorme potencial de esta área del conocimiento al país. Chile concentrará el 70% de las observaciones astronómicas al 2024, por lo que se requiere una estrategia y el apoyo de diversos sectores productivos para sacarle provecho.

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Por Adolfo Navarro

Münich fue el destino escogido para llevar a cabo la tercera versión del ProChileInnovation Summit, evento organizado por ProChile en alianza con el Estado Federado de Baviera en Alemania, y la aceleradora WERK1. La instancia busca insertar a pymes y emprendedores nacionales en los principales ecosistemas de innovación del mundo para promover otros sectores económicos del país.

Marcela Zúñiga es ingeniera con estudios en optimización de procesos, mejora continua, project manager, entre otros, realizados en diversos países del mundo como Brasil, Japón y Alemania y con alta experiencia en el desarrollo de negocios internacionales en China, Eslovaquia, España, Inglaterra. India, América Latina, y más. Hoy representa a Forcast como Country Manager y fue la encargada de viajar a Alemania ya que la empresa fue seleccionada para participar del ProChile Innovation Summit 2019. 

Durante el evento, la Country Manager de Forcast se pudo reunir con empresarios chilenos que buscaban generar negocios en ese país y con diversos representantes de aceleradoras de negocios y compañías alemanas interesadas en contratar empresas chilenas, “ese era principalmente el foco del evento, donde nos hablaron de los requerimientos reales respecto a los servicios tecnológicos y el desarrollo de software”. Además, la delegación en la que partició Marcela tuvo la posibilidad de conocer las dependencias de prestigiosas empresas como Microsoft y BMW.

El evento contó con la participación de destacados representantes del sector público y privado, entre ellos, la Embajadora de Chile en Alemania, Cecilia Mackenna; el Director General de ProChile, Jorge O’Ryan, la Vice Directora General del Ministerio de Economía, Desarrollo Regional y Energía del Estado de Baviera, Ulrike Wolf; el Director del Departamento Internacional del Ministerio de Economía, Energía y Desarrollo regional de Baviera, Markus Wittmann. 

Marcela Zúñiga participó como speaker en uno de los paneles del workshop organizado por ProChile, en donde se intercambiaron diversas experiencias, “se compartió la percepción de lo que se debe y no se debe hacer, además de entregar recomendaciones y experiencias”.

La experta señala que luego de un viaje al país germano a mitad de este año, se han ido identificando una serie de oportunidades en Münich, “las principales marcas y compañías alemanas más grandes se encuentra allí (…) Los negocios más serios, con más respaldo, o más importantes de esta línea (servicios TI  y software) se desarrollan en Münich. Además, sirve como una plataforma para los países cercanos como Suiza, que también son altos consumidores de estos servicios”. 

El espacio que otorgó este Summit, según nos cuenta Marcela, fue muy valioso tanto por su agenda oficial como la desarrollada por Forcast de manera paralela. Para revisar el programa completo del evento, haz clic aquí 

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Fuga de cerebros, la otra migración

Por Cristóbal Mena

La búsqueda de nuevas y mejores oportunidades parece ser una necesidad intrínseca en los seres humanos, siempre se ha buscado mejores condiciones de vida en lo físico y en lo psicológico. Como dijo Abraham Maslow, las necesidades humanas se ordenan por jerarquía cuál pirámide, desde la base de lo fisiológico hasta la punta de la autorrealización. Siempre en ascenso, nunca en descenso. Dicho impulso, por ende, es una de las causas principales del fenómeno de la migración, más vigente que nunca en los últimos años donde más de 272 millones de personas, producto de dictaduras, guerras, pobreza o sencillamente hastío han abandonado sus hogares y naciones en busca de un futuro mejor.

En las sociedades en vías de desarrollo, como el caso de Chile, existe un tipo particular de emigración que puede volverse un serio problema para alcanzar el desarrollo. Hablamos de la fuga de cerebros, el “brain drainage” que corresponde a la emigración a otros países del capital humano avanzado, la población altamente educada, ¿por qué ocurre esto y por qué es perjudicial?

Demos el caso de la ciencia en Chile. Los científicos son (somos) personas inquietas, que estudian carreras largas y complejas, basadas en la investigación que es un proceso en principio sin resultados garantizados, pero con un potencial de pago altísimo en su aplicabilidad en industrias para el desarrollo de nuevos productos y procesos. Pregúntenle si no a la Not Company, que creó la Not Mayo.

Lamentablemente, Chile es famoso en la OCDE por ser el país que menos invierte en investigación y desarrollo: 0.4% del PIB. Esto es muy poco en comparación a Brasil (1.15%), EEUU (2.7%) o Israel (4.1%). Un menor presupuesto se traduce en menores fondos para nuevas investigaciones, lucha por los ya existentes, bajos sueldos para científicos, entre otros. Para peor, muchos de los insumos científicos cruciales para la investigación se demoran meses en llegar a los laboratorios o son inexplicablemente retenidos en aduanas. Aún así, con todo en contra, Chile es reconocido por su investigación científica de calidad.

Para fomentar la formación de capital humano avanzado, se creó en 2008 el Programa Becas Chile. Pero no ha sido suficiente, y muchísimos de los que estudian afuera se quedan allá a hacer sus vidas, principalmente en Europa y Estados Unidos, trabajando en la industria privada en farmacéutica, aeroespacial, alimentos elaborados, e industria mecánica y otras disciplinas que no pueden trabajar a tan alto nivel en Chile.

“Si bien no hay cifras oficiales, se estima que la tasa de desempleo entre doctorandos regresados supera el 12%.” 

– Cristóbal A. Mena

Pero… ¿Cómo culparlos? Si bien no hay cifras oficiales, se estima que la tasa de desempleo entre doctorandos regresados supera el 12%. Muchas veces un investigador debe trabajar a tiempo completo como docente además de realizar sus líneas de investigación, y bajo el polémico acuerdo actual de Becas Chile, el beneficiado debe reponer obligatoriamente lo invertido en él trabajando un período en Chile, o bien pagando en efectivo. Esto no sería un problema si existiera una gran oferta de empleos. El sistema no es atractivo, y la docencia, a donde van más de la mitad de los becados, solo parece repetir en ciclo el problema.

Por otro lado, el sector privado local también invierte muy poco en investigación. Según datos del Ministerio de Economía, sólo una de cada diez empresas reporta realizar I+D. Esto a pesar de que está probado que las empresas más exitosas y con mejores chances de sobrevivir son las que realizan investigación interna de nuevos productos y servicios.

De estas dos aristas, la pública y privada, salen dos soluciones lógicas para la fuga de cerebros.

La primera, viene de la mano de la creación de un mejor marco legal y ministerial para la ciencia e investigación en Chile, con mayores fondos para la investigación para permitir a los científicos la posibilidad de dedicarse tiempo completo a su trabajo, mejoras en cosas tan simples como un protocolo especial de aduanas para insumos científicos, hacer que Becas Chile tenga una estrategia de inserción laboral local para capital humano avanzado. Esperemos que el nuevo Ministerio de Ciencia y Tecnología cumpla su función mejor que su antecesor, Conicyt, para los científicos en Chile.

En cuanto a lo privado, las empresas nacionales deben asumir que siempre hay un riesgo inherente en innovar, e invertir más en investigación y desarrollo para sus productos, y así crear un círculo virtuoso en el que más recursos signifique mayor incentivo para estudiar carreras científicas, generando más investigadores y capital humano avanzado disponible, ampliando para todos el abanico de posibilidades.

Falta mucho por hacer para realmente establecer a la investigación en la cultura nacional.

– Cristóbal A. Mena

Hoy, si bien se ha avanzado bastante en el entorno de innovación nacional, en especial gracias al trabajo de incubadoras y organizaciones que crean instancias concursables (CORFO, If-Conecta, Centro de innovación UC, entre otros), falta mucho por hacer para realmente establecer a la investigación en la cultura nacional. Aspiramos a que llegue el día en que ambos sectores, público y privado, se pongan realmente con el capital necesario para el fomento de la investigación y así frenar la fuga de cerebros, y que Chile se convierta en un polo de inmigración científica y tecnológica, como lo fue alguna vez Estados Unidos a principios del siglo pasado, o dentro de Sudamérica Brasil bajo don Pedro II el “emperador científico”.

Se requiere algo de voluntad, leyes e inversión. Chile ya es un destino popular para la inmigración en Latinoamérica, ¿por qué no también hacerlo atractivo para investigadores? El desarrollo está a nuestro alcance, basta dar el siguiente paso.

Publicado en Biobio Chile 

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Por Cristían Irribarra

Pocas cosas son más aludidas en el ámbito de la ciencia y tecnología en los noticiarios y programas culturales de hoy en Chile que la Astronomía y la Inteligencia Artificial (IA). Curiosamente, pocas veces oímos de cómo ambas disciplinas se han potenciado simbióticamente una a la otra, empujando los bordes del paradigma computacional a una velocidad vertiginosa. La vanguardia en almacenamiento de datos y poder de computación se actualiza con cada nuevo supertelescopio a inaugurar.

Descargar o preprocesar un modesto set de datos astronómicos en un laptop convencional puede tardar horas e incluso días, una alternativa se hace imperativa con el EELT y LSST a la vuelta de la esquina, prometiendo cientos o tal vez miles de Terabytes de datos por semana. Asimismo, la capacidad de computación necesaria para una investigación expedita es abismantemente superior a la que se puede aspirar con un computador personal. El manejo de estas enormes bases de datos es hoy labor de Data Centers alrededor de todo el mundo, dando paso al nacimiento de la “Astro-informática”, a nivel nacional, el primer centro dedicado a esto es ChiVO(Chilean Virtual Observatory).

La vanguardia en almacenamiento de datos y poder de computación se actualiza con cada nuevo supertelescopio a inaugurar.

ChiVO, no solo es un almacén con cerca de un Petabyte (eso es un millón de Gigabytes) de capacidad de almacenamiento, sino que también cuenta con servicios y software orientados a facilitar el procesamiento de datos: bibliotecas de algoritmos para procesamiento on-line, simuladores de datos para desarrollo de modelos de IA, interfaces y manipuladores de imágenes astronómicas son algunos de ellos. 

“La ciencia de los datos crece y en Chile la astronomía es, a todas luces, uno de sus principales impulsores. “

Sin duda será interesante ver cómo la convergencia entre cada vez mejores telescopios, instrumentos astronómicos más poderosos y más avanzadas herramientas para el procesamiento de datos provocará descubrimientos sin precedentes tanto en ciencia básica como en computación aplicada, y con Chile como sede. La IA será el principal impulsor y el área más beneficiada con esto.  ¡Que emocionante es pensar en qué clase de tareas lograrán dominar los algoritmos del futuro cercano con tantos datos a su disposición!. 

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