IA: màquines intel·ligents per a una nova era
Investigadors del CREB han participat en el disseny de braços robòtics per donar suport durant les intervencions quirúrgiques, en el projecte SARAS
La digitalització de la indústria centra el projecte estratègic Looming Factory, en el qual treballa el MCIA
Amb els robots mascota es redueix el patiment d'infants hospitalitzats, com el que s'ha assajat en el projecte CASPER de l'IDEAI
Imatge histopatològica de melanoma extreta durant una biòpsia cutània. El mapa de calor superposat indica la importància que ha tingut cada regió durant el processament de predicció del model de 'Deep Learning' i forma part del projecte AIMING
L’ètica com a premissa
La UPC està contribuint de manera decisiva a què Catalunya esdevingui un motor en IA a Europa i ho fa introduint una perspectiva ètica en la recerca. Amb aquesta premissa, investigadors i investigadores de la Universitat estan a la primera línia del grup d'experts que assessoren els governs. Projectes com ara Intel·ligència Artificial per a la Unió Europea (AI4EU) marquen el full de ruta en R+D+I en l’àmbit de la IA a Europa per als pròxims deu anys (ampliar informació).
Un vessant ètic que impregna la formació de grau, màster i doctorat de la UPC.
Solucions per a la sostenibilitat
Les tecnologies d’IA ajuden també a assolir els reptes de la sostenibilitat. En línia amb l’Objectiu de Desenvolupament Sostenible (ODS) de conservació de la biodiversitat marina, diversos grups de la UPC desenvolupen algorismes d’alt rendiment i fan servir imatges per satèl·lit, tècniques de detecció remota i aprenentatge automàtic per detectar iubartes i balenes grises a les aigües de Califòrnia, dins del projecte ‘Detectability of humpback and gray whales in satellite imagery off California’.Producció científica:
Projectes de recerca:
La intel·ligència artificial està revolucionant la medicina, la gestió de les ciutats o l’art. És una tecnologia que transformarà l’era postindustrial i la relació de les persones amb les màquines. El desenvolupament, l’aplicació i els aspectes ètics d’aquesta tecnologia són també els reptes de la UPC.
03/10/2022
Trobar la cura a malalties com l’Alzheimer pot semblar avui dia una utopia. Però, i si fos possible detectar-les quan ni tan sols han aparegut els primers símptomes? Així, es podrien dissenyar estratègies d’intervenció primerenques i minimitzar l’impacte de la malaltia. És el que tracta d’aconseguir el Grup de Processament d'Imatge i Vídeo (GPI) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), en col·laboració amb el Barcelonaβeta Brain Research Center (BBRC), que desenvolupa una eina que, amb tècniques d’intel·ligència artificial (IA), combina dades de les imatges de ressonància magnètica amb dades demogràfiques i genètiques. Amb aquestes dades i els algoritmes adequats es poden trobar les persones amb risc de patir Alzheimer. Una tecnologia que es dissenya en el marc del projecte AIMING i que es vol aplicar també per al diagnòstic del melanoma i del càncer de mama, i per ajudar en l’elecció de la millor quimioteràpia. Aquest és un exemple de com l’aplicació de la IA pot millorar el diagnòstic i el tractament de les malalties.
Mitjançant les tecnologies de visió artificial, també es potencia el treball en xarxa i es millora l'assistència als pacients. Així es fa palès en el projecte DigiPatICS, amb l'IDEAI al capdavant, centrat a optimitzar el procés diagnòstic anatomopatològic en xarxa dels hospitals de l'Institut Català de la Salut. Des d’imatges mèdiques i diagnòstics més precisos a una anàlisi i gestió de les dades més ràpida i eficaç, la IA està esdevenint una eina clau per donar suport a la pràctica mèdica i, en definitiva, per contribuir a millorar la salut. En aquest sentit, per potenciar actuacions d'aplicació de l'IA a l'àmbit sanitari i assistencial, des de l'Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (IRI) —centre mixte del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la UPC—, s'està impulsant la creació d'un nou laboratori obert de robòtica assistencial que allotgi diferents entitats del sector healthcare.
Però les aplicacions de la IA en l’àmbit de la medicina van molt més enllà. A la UPC diversos grups de recerca dissenyen braços robòtics per donar suport durant les intervencions quirúrgiques. És el cas del projecte SARAS en què hi ha pres part el Centre de Recerca en Enginyeria Biomèdica (CREB). La IA també ajuda a fer més fàcil l’estada dels infants hospitalitzats. Amb els robots mascota creats com a companys d’habitació es redueix el patiment de nens i nenes internats a centres com ara l’Hospital de Sant Joan de Déu de Barcelona. El projecte que impulsa l’Intelligent Data Science and Artificial Intelligence Research Center (IDEAI-UPC) ha rebut el nom d’un nen, el fantasma CASPER.
Mitjançant algorismes que analitzen imatges de vídeo i detecten patrons, serà possible prevenir suïcidis als trens. Així s’ha demostrat en el projecte Anomaly Fase O, en què participen investigadors del Grup d'Enginyeria del Coneixement i Aprenentatge Automàtic (KEMLG), de l’IDEAI-UPC i del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Computación (BSC-CNS).
Un altre sector que s'està beneficiant del desenvolupament de tecnologies innovadores basades en IA és l'agricultura. Un exemple és CANOPIES, un projecte europeu participat per l'IRI i la Unitat de Mecanització Agrària de la UPC gràcies al qual s'estan creant robots cooperatius per a la recol·lecció de raïm de taula.
Segons explica la directora de l’IDEAI-UPC, Karina Gibert, “la IA representa un dels motors més importants del canvi de paradigma cap a la transformació digital i permet el viratge cap a una societat digital, que des de la visió europea volem que sigui centrada en la persona, orientada al bé comú, alineada amb l'Agenda 2030 i els ODS. Els avenços en el coneixement, la detecció i el tractament de les malalties, i la promoció d'estils de vida saludable, la personalització en les propostes de consum i fins i tot els mecanismes de participació directa obren les portes d'una societat que voldríem que fos més justa i igualitària".
La transformació digital de la indústria
La digitalització de la indústria, mitjançant fàbriques connectades on els processos estaran automatitzats i persones i robots treballaran de forma coordinada, és el futur immediat per al qual està treballant el Centre de Recerca en Control de Moviment i Aplicacions Industrials (MCIA). El grup coordina el projecte estratègic Looming Factory.
En l'àmbit industrial, una de les grans necessitats també és flexibilitzar la demanda energètica dels processos productius per accelerar la transició energètica cap a un model més sostenible i abaratir el cost del preu de l’energia integrant-la en la planificació de la producció. En aquest sentit, el Centre d'Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA), que és un referent en recerca en aquest camp, investiga la tecnologia necessària per donar resposta a aquests reptes, dins del projecte europeu FLEX4FACT, del qual n'és el coordinador científic.
En un altre gran projecte europeu, anomenat BD4OPEM i liderat pel CITCEA, s'impulsen solucions innovadores en big data i intel·ligència artificial aplicades al sector energètic per millorar la gestió de les xarxes elèctriques. Concretament, es desenvolupa una plataforma, allotjada al núvol (analytic toolbox) que integrarà serveis basats en IA per millorar la monitorització, l’operació, el manteniment i la planificació de les xarxes elèctriques de distribució (ampliar informació).
Del corrector automàtic a la creació artística
La IA no és el futur, sinó el present, amb tecnologies que s’han anat introduint en el nostre dia a dia de forma progressiva i d’altres que encara estan per explorar. Des que el 1950 el matemàtic britànic Alan Turing obrís el debat sobre la capacitat de raonar de les màquines fins a l’actualitat, hem assistit a una revolució en el desenvolupament d’aquestes tecnologies, que es troben en aplicacions tan quotidianes i diverses com els sistemes de correcció automàtica dels telèfons intel·ligents, els assistents virtuals o els sistemes d’assistència a la conducció.
Llars intel·ligents, amb sistemes domòtics que regulen el confort tèrmic o que fan la compra de manera automatitzada. Ciutats connectades, on serveis com la missatgeria, la mobilitat o les xarxes elèctriques es gestionen amb IA.
La IA també està cada vegada més present en la creació artística. Artistes, científics i altres professionals exploren la interrelació entre ambdós mons en plataformes com l’AI and Music S+T+ARTS Festival, que han organitzat conjuntament Sónar, la UPC i betevé. Aquest és l’objectiu també del Thinking Lab, un laboratori de recerca aplicada liderat per l’IDEAI-UPC i el Centre de la Imatge i la Tecnologia Multimèdia (CITM) de la UPC i coordinat juntament amb Sónar, en el marc del mateix projecte.
La IA, una aliada de la privacitat?
La IA està accelerant la transformació de la indústria i la societat en un procés, però, que no està exempt de riscos, com ara els que poden afectar la seguretat de les dades. De quina manera es pot garantir l’accés als serveis de la xarxa sense posar en risc les dades personals? En aquest camp hi tenen molt a dir projectes com COMPROMISE, en què investiga el grup de recerca Smart Services for Information Systems and Communication Networks (SISCOM), fent servir tècniques de machine learning per millorar els protocols de comunicació i protegir la privacitat. En aquest context, es desenvolupa una aplicació per analitzar dades dels sensors dels telèfons intel·ligents i predir així el tipus de transport que utilitzarà la ciutadania. L’objectiu és millorar la gestió de la mobilitat urbana.
La democratització de l’accés a les dades és un altre dels reptes en IA. En aquesta línia, el grup de recerca Integrated Software, Service, Information and Data Engineering (inSSIDE) dissenya una plataforma compartida per millorar l’accés a l’ecosistema de dades de Barcelona i la gestió de la ciutat des del punt de vista dels serveis públics. Una tasca que es desenvolupa en el marc del projecte ‘An Automatic Data Discovery Approach to Enhance Barcelona's Data Ecosystem’.
Una altra de les qüestions que preocupa la comunitat científica és com evitar que la IA reprodueixi els biaixos presents a la societat. Com fer possible, per exemple, que els traductors automàtics siguin inclusius i tinguin en compte les llengües minoritàries? En aquest repte està immers el Centre de Tecnologies i Aplicacions del Llenguatge i la Parla (TALP), que crea sistemes de traducció automàtica més eficients i que compleixen aquests requisits.
Mapa interactiu de la recerca en IA
Podcast UPC: conversa amb Cecilio Angulo i Laia Tarrés
A la nova sèrie Algorrritmes, el catedràtic Cecilio Angulo i l'estudiant de doctorat Laia Tarrés parlen sobre la recerca i els límits de la intel·ligència artificial, amb el rerefons de la cultura de masses. Divulgació UPC a través de podcast, amb el suport de l'Ajuntament de Barcelona.