El 11 de marzo ha tenido lugar en Barcelona la investidura del investigador Antonio Torralba, jefe de la unidad en Artificial Intelligence and Decision-Making (AI+D) del Departament of Electric Engineering and Computer Science, del Massachusetts Institute of Technology (MIT), como doctor honoris causa por la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC).

El acto ha contado con la intervención del rector, Daniel Crespo, y del profesor Ferran Marqués, investigador del Departamento de Teoría Señal y Comunicaciones de la UPC y ex director de la Escuela de Telecomunicación de Barcelona (ETSETB), quien ha ejercido de padrino y ha leído los méritos del ingeniero, que investiga en Estados Unidos desde 2001.

La ceremonia, que se ha celebrado en el Auditorio del edificio Vèrtex, en el Campus Diagonal Nord, en Barcelona, y se ha emitido en directo por YouTube, se ha enmarcado en la conmemoración del 50 aniversario de la ETSETB y de la UPC y ha contado con el apoyo del Centro de Formación Interdisciplinar Superior (CFIS) de la Universidad.

Vídeo del acto emitdo en directo (canal de la UPC en YouTube)

El trabajo del profesor Antonio Torralba (Madrid, 1971) ha sido reconocido por ser pionero y creador de las bases en el área de interpretación semántica de la escena. Las aportaciones de este ingeniero en el estudio de la imagen, desde un punto de vista holístico, han permitido avanzar en el desarrollo de sistemas de reconocimiento de imagen que tienen en cuenta el contexto de la escena, mejorando este modo las prestaciones en su interpretación. En este ámbito, su trabajo ‘Modeling the shape of the scene: A holistic representation of the spatial envelope’ (International Journal of Computer Vision, 2001) se ha convertido en una referencia fundamental en el área de la visión por computador, del que ha recibido más de 6.500 citas, y es una lectura básica en la mayoría de los cursos de la materia en todo el mundo.

En los últimos cinco años, Torralba ha enfocado su investigación hacia la integración de la visión con otros sentidos, como el oído y el tacto. En esta línea, trabaja en la creación de herramientas de visión por computador desde una elevada comprensión de la visión y la percepción humana.

Aprendiendo a ver

En su discurso de investidura, que ha titulado 'Aprendiendo a ver', Antonio Torralba ha hablado de la ilusión de ver, de aprender a ver antes de abrir los ojos, así como de los avances en el ámbito de la visión por computador. También ha explicado el camino que ha inspirado su trayectoria desde que, ya de muy jovencito, se apasionó por las matemáticas, la física, la informática y la electrónica, pero también por la filosofía, la neurociencia y la psicología. "El interés por la interdisciplinariedad ha sido una constate en mi carrera", ha asegurado Torralba.

A los 18 años quería estudiar Inteligencia Artificial, pero todavía no existía ni esta titulación ni la de Ciencia de Datos, así que se decidió por la Ingeniería de Telecomunicación en la UPC. “En la carrera”, recuerda, “se me abrieron las puertas al mundo de la investigación por primera vez, concretamente en el laboratorio de calorimetría del profesor Vicenç Torra, en el Departamento de Física Aplicada, donde trabajé en el desarrollo de sistemas para experimentar con materiales con memoria de forma”. Fue en el último año de carrera, a través de contactos proporcionados por el profesor Joan Cabestany, que viajó a Grenoble, Francia, a realizar el proyecto de fin de carrera para llevar a cabo, finalmente, investigación en visión por ordenador.

Ya en su tesis doctoral, empezó a trabajar, en colaboración con la doctora Aude Oliva, en un planteamiento distinto que cambiaría el paradigma de la visión por ordenador. Si hasta entonces el reconocimiento de objetos partía del tratamiento de la imagen como un conjunto de regiones que eran procesadas de forma independiente (como por ejemplo los sistemas de detección de caras), su objetivo era “estudiar representaciones que miraban la totalidad de la imagen y cuyo resultado era extraer una descripción de la escena más allá de los objetos”. El resultado de este trabajo fue el descriptor gist, publicado en 2001, que proporcionaba una caracterización sencilla de la imagen y que estaba inspirado en estudios que postulaban que el sistema visual humano extraía una descripción global de la escena durante los primeros 200 milisegundos. "Pero la contribución más importante de nuestro trabajo, junto con otros investigadores", destaca Torralba, "fue inspirar a una parte de la comunidad a mirar el conjunto de la imagen".

Para explicar su investigación en visión por computador, el ingeniero ha hecho un test de memoria al público que ha asistido al acto de investidura para mostrar cómo interpreta el cerebro humano las imágenes en comparación a cómo las interpretan los ordenadores y los robots. Y ha recordado que, en 2003 empezó a trabajar sobre modelos nuevos para introducir información del contexto en el reconocimiento de objetos basados en métodos de aprendizaje: “Durante varios años tuve la suerte de colaborar con grandes investigadores como Kevin Murphy, Eric Sudderth, Rob Fergus, Ce Liu y Yair Weiss, con los que publiqué varios artículos sobre la detección de objetos en contexto, el big data y los modelos generadores de escenas”.

Torralba ha explicado que, en 2012, cuando llegó la revolución del aprendizaje profundo (deep learning), se abrieron muchas oportunidades para investigar aspectos de la visión que eran inalcanzables antes. “Las redes neuronales demostraron que eran revolucionarias, pero se convertían en opacas y no era fácil describir cómo resolvían cada una de las tareas para las que eran entrenadas”.

En este sentido, su grupo ha trabajado en el desarrollo de herramientas para analizar cómo funcionan las redes neuronales y, en particular, “para caracterizar la representación interna que genera una red neuronal al analizar una imagen. Las técnicas que hemos propuesto están inspiradas en los métodos que utilizan los neurocientíficos para estudiar el funcionamiento del cerebro humano”.

Integración de la visión con otros sentidos

En los últimos cinco años, su actividad de investigación se ha enfocado hacia la integración de la visión con otros sentidos, como el oído y el tacto: “Como postulaba James Gibson”, explica, “los sentidos (la visión, el oído, el tacto y el olfato) nos proporcionan tanta información sobre nuestro entorno que no es necesario que el cerebro haga computaciones muy complejas”. Y ha señalado la gran contradicción que se da actualmente en campo: “La comunidad científica ha centrado sus esfuerzos en construir redes neuronales cada vez mayores, con billones de conexiones, que necesitan cada vez más recursos computacionales, mientras que el estudio de sentidos como el tacto todavía están en pañales, aunque es posible que sea esencial para que los sistemas de inteligencia artificial puedan aprender por sí solos y conectar su experiencia con el mundo físico”.

También destacó que el campo de la Inteligencia Artificial y la visión por ordenador están viviendo un momento de grandes avances, con aplicaciones revolucionarias en campos tan importantes como el medio ambiente y la salud, y para desarrollar tecnologías que impactarán en la sociedad, como los vehículos autónomos y la robótica social, entre otras muchas. Asimismo, los avances en Inteligencia Artificial también nos ayudarán a entender la inteligencia natural.

Torralba ha finalizado su discurso de aceptación agradeciendo a la UPC este reconocimiento y explicando que para él “ha estado fascinante vivir la evolución de la Inteligencia Artificial durante todos estos años como investigador y haber compartido conocimientos y experiencias con una extensa lista de mentores, colaboradores y estudiantes que han tenido un papel muy importante en mi trayectoria”.

Elogio de los méritos del científico

El profesor Ferran Marqués ha querido destacar que, más allá de los méritos científicos, una de las características que hace especial la investigación del profesor Torralba es la creación de herramientas de visión por ordenador “desde una comprensión de los mecanismos de la percepción humana. De esta forma”, ha explicado, “el profesor Torralba estudia la psicofísica y realiza experimentos que le permiten proponer y validar nuevos algoritmos y sistemas de visión por ordenador”. Según Marqués “la calidad de su investigación en el ámbito psicofísico le ha llevado a convertirse también en esta área en un referente mundial”.

Esta combinación y complementación de estos dos puntos de vista hace que, según Marqués, "los trabajos del profesor Torralba sean originales e innovadores y que su persona se visualice como un puente entre los dos ámbitos". En este sentido, ha destacado también que la investigación de Torralba, que fusiona diferentes aspectos de la percepción, extrapola herramientas de la visión por ordenador y las contextualiza con las demás modalidades perceptivas, se produce en un entorno cada vez más multidisciplinar.

Para Marqués, este enfoque abierto hacia la investigación, con una búsqueda continua de colaboración generosa con otros ámbitos, y un intento constante de impacto social, son valores que tanto ESTEBT como CFIS sienten como propios, que intentan inculcar a sus estudiantes y agradecen y reconocen en el profesor Torralba.

El profesor Ferran Marqués ha explicado, admirado, cómo Torralba ha compaginado todo este impacto y visibilidad mundiales con un apoyo continuo a la UPC, su alma mater. “De esta manera”, ha afirmado, “ha acogido ininterrumpidamente, desde el año 2011, estudiantes de la UPC en su grupo de investigación para que pudieran llevar a cabo sus trabajos de fin de estudios, tanto de grado como de máster, algunos de los cuales posteriormente han pasado a formar parte de su equipo de investigación como estudiantes de doctorado”.

Y ha acabado destacando cómo “este vínculo sostenido con la UPC” ha permitido emprender nuevos proyectos de colaboración entre las dos instituciones. Y ha mencionado como ejemplo el proyecto Providence+ de monitorización de las selvas tropicales para comprender la complejidad de los bosques tropicales, con el que la Universidad compite en el concurso internacional XPRIZE Rainforest.

Visión interdisciplinar para aportar miradas innovadoras

Torralba ha recibido de manos del rector, Daniel Crespo, el diploma, el birrete, el anillo y los guantes blancos, como símbolos del doctorado. En su intervención, el rector ha afirmado que Antonio Torralba es la constatación de cómo la pasión es el principal motor de una carrera académica excepcional y ha añadido que “nos inspira su constante dialéctica entre la especialización y la transversalidad”. Antonio Torralba, ha destacado el rector, “ha sido siempre un científico con una visión interdisciplinar, que le ha permitido miradas y aproximaciones innovadoras”.

El rector también ha hecho una reflexión a las profundas implicaciones éticas implícitas en el desarrollo y la proliferación de la Inteligencia Artificial, campo en el que Torralba se ha convertido en un referente, y ha dicho que esta disciplina científica “nos permite alcanzar grandes retos en beneficio de la sociedad, pero al mismo tiempo hace que debamos plantearnos importantes dilemas éticos en relación con el uso y la orientación de nuestra investigación y sus aplicaciones, así como de su huella de carbono”.

Desde la Universidad, “tenemos que considerar la inclusión de las disciplinas tradicionalmente humanistas en la formación completa de nuestros estudiantes, así como la incorporación de la ética para fomentar un ejercicio responsable de la ingeniería”, ha remarcado Daniel Crespo.

El rector ha elogiado, asimismo, los aspectos más personales de Antonio Torralba: “Es una persona cercana y sensible, atenta a las necesidades de quienes le rodean.  Les ayuda a dar lo mejor de sí mismos”. En este sentido, ha alabado su implicación en la formación de los graduados y graduadas de la UPC, actuando de puente por algunos de ellos entre la UPC y el MIT, así como en actividades y proyectos de la Universidad.

El acto ha contado con la intervención de la secretaria general de la UPC, Ana Belén Cortinas, quien ha leído el acuerdo del Consejo de Gobierno en el que se aprobó llevar a cabo este reconocimiento, y de la vicerrectora de Política Académica, Montserrat Pardàs.

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