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Eureqa: Software que deduce leyes científicas

Un par de investigadores de la Universidad de Cornell han puesto a punto un software capaz de deducir leyes físicas. Los algoritmos imbuidos en Eureqa, tal es su nombre, hizo posible que un ordenador sea capaz de inferir -en solo unas horas de trabajo-  las leyes del movimiento y otras propiedades del universo sobre las que Isaac Newton y sus predecesores tuvieron que trabajar durante siglos. Eureqa logró esto a partir de los datos proporcionados por un péndulo doble, y sin ningún tipo de instrucción previa sobre leyes físicas, geometría o cinemática.

A lo largo de los siglos el hombre ha ido creando mecanismos y máquinas capaces de servirle de ayuda en aquellas tareas que le resultaban -por uno u otro motivo- pesadas, difíciles, peligrosas o incómodas. Desde la invención de la rueda o la palanca, la civilización nos ha provisto de una increíble cantidad de ingenios que hacen más fáciles nuestras vidas. Hace tiempo que dejamos de frotar dos ramitas para obtener fuego, o de recorrer kilómetros a pie para cazar nuestra comida. Se podría decir que -al menos una buena parte de la humanidad- ha dejado de depender de su fortaleza física para sobrevivir: todo el trabajo pesado se encuentra en manos de nuestras máquinas. Nos hemos convertido en una raza que depende casi exclusivamente de su cerebro e inteligencia para sobrevivir.

Tiene lógica, ya que estos dos elementos son los que nos colocan en una posición de privilegio frente al resto de nuestros “compañeros de planeta”. La creación de teorías nuevas, evaluación de hipótesis o elaboración de conjeturas sobre el funcionamiento de la vida y el universo se han convertido en uno de nuestros principales trabajos. Los robots industriales construyen para nosotros casi todos los artefactos que utilizamos a diario. Sin embargo, puede que esta posición de privilegio, en la que la humanidad se ha colocado luego de milenios de trabajo, esté llegando a su fin. Los robots, en no mucho tiempo, comenzarán a realizar por nosotros el trabajo científico. Y no estamos pensando en un brazo cibernético que ayude a mezclar sustancias peligrosas en un laboratorio. En absoluto.

Hod Lipson y Michael Schmidt, ambos de la Universidad de Cornell, han puesto a punto Eureqa, un software capaz de deducir leyes científicas a partir de los datos en bruto. Exactamente lo que hace un investigador humano, pero más rápido y sin tomar café. El programa estuvo listo en abril, cuando se utilizaron las lecturas de un péndulo doble para deducir la segunda ley de Newton del movimiento y la ley de conservación del impulso luego de unas pocas horas de análisis. Realmente, no estuvo nada mal como primer trabajo, sobre todo si tenemos en cuenta que a una mente como la de Isaac Newton le tomó varios años deducir lo mismo, a pesar de utilizar todo lo aprendido por sus predecesores.  Eureqa hizo el mismo trabajo, pero sin disponer de ningún tipo de instrucción previa sobre las leyes de la física, la geometría o la cinemática. Lo más interesante de todo es que Lipson y Schmidt han liberado su software, lo que permitirá a cualquier investigador del mundo utilizar  Eureqa libremente en su trabajo diario.

Sin dudas, Eureqa  está destinado a convertirse en una herramienta inestimable a la hora de revelar otras leyes fundamentales, a menudo más complicadas y que han eludido el esfuerzo de los seres humanos durante décadas. “Tendemos a pensar de la ciencia como una búsqueda de ecuaciones, del tipo de E = MC2, que son simples y elegantes. Pero tal vez algunas teorías son complicadas, y  parece que [los humanos] sólo podemos encontrar las más simples”, dice Hod Lipson. “Esas  constituyen un bastión inalcanzable por ahora. Pero los algoritmos que hemos desarrollado nos podrían permitir llegar a ellas,” asegura. Hod,  autor principal de este trabajo, se hizo conocido en el mundo de la robótica gracias a Starfish, un robot capaz de repararse a sí mismo cuando sufría algún tipo de daño hasta volver a tener la imagen de sí mismo que consideraba más apropiada.

El programa Eureqa comienza su labor realizando una búsqueda dentro de un conjunto de datos, intentando encontrar relaciones en los números que el modelo bajo análisis le proporciona. Cuando cree que algunos de estos valores están conectados entre sí, propone una serie de ecuaciones sencillas para describir los vínculos. La mayoría de las veces estas ecuaciones iniciales no son correctas, pero algunas son “menos malas” que las otras. Las que mejor se ajustan a la realidad son conservadas por Eureqa, mientras que las otras se descartan. Eureqa repite este ciclo una y otra vez, hasta que encuentra las ecuaciones correctas. Corriendo sobre un ordenador personal “decente”, es capaz de deducir las leyes mencionadas en 4 o 5 horas. Lipson espera que este software pueda realizar la misma magia a partir de los datos que ahora desafían a los científicos, especialmente los que trabajan en las fronteras de la biología. Algunos temas relacionados con el genoma, las proteínas y la mecánica celular han resultado increíblemente difíciles de analizar, ya que sus interacciones parecen seguir reglas que los métodos tradicionales de análisis no pueden revelar fácilmente.

John Wikswo, un biofísico de la Universidad de Vanderbilt, uno de los primeros en utilizar el motor de Eureqa en su propio laboratorio, dice: “Hay una famosa cita de Emerson Pugh que reza ‘Si el cerebro humano fuera tan simple que pudiéramos entenderlo, seríamos tan simples que no podríamos.’ Creo que esto se aplica a toda la biología. Nos resulta muy complicado encontrar soluciones a su complejidad. Y la solución a este problema es el proyecto Eureqa.” Otros científicos han comenzado a utilizar este programa para descubrir la forma en que interactúan algunas drogas en la sangre, o los mecanismos que permiten a las células dividirse y multiplicarse. Algunas terapias destinadas a curar el cáncer dependen de este tipo de investigaciones, por lo que no sería extraño que algún día venzamos esta enfermedad gracias a la ayuda de Eureqa o alguno de sus descendientes.

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Escrito por Ariel Palazzesi

21 Comments

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  1. Muy interesante noticia.
    Detecté un pequeño error "’Si el cerebro humano fuera tan simple que pudiéramos entenderlo, seríamos tan simples que no podíamos.’" que no podríamos en vez de podíamos.

  2. Estos tipos de programas facilitarán el avance científico a su vez que imposibilitará la imaginación de las mentes brillantes de la física moderna.

  3. cuando inventen aun algoritmo que descubra algo nuevo que me AVISEN …..

    por cierto se han hecho otros que descubren teoremas matematicos… pero siempre conocidos… sospechoso

    tal vez aparezcan en la singularidad

    • hombre… en matematicas supongo que sera mas sencillo, le metes a un ordenador los axiomas matematicos de conjuntos, las reglas de salto logicas para que trasmita verdad en las deducciones, y lo pones a correr haciendo pruebas aleatorias, dado que todos los resultados serian ciertos veo factible que deduzca teoremas (pero que no esperen que saque el solito el teorema de gauss ni nada de eso, que lleva una cantidad de pasos intermedia para hacerlos de forma aleatoria demasiado grande)

  4. si fueras tan amable de poner una direccion para bajar ese software te lo agradeceria mucho, ya que me he cansado de buscarlo y no lo encuentro

  5. ¿y como coño sabe el ordenador que existen las fuerzas?, ¿o que existe la gravedad?, ¿o que la masa gravitatoria es la misma que la inercial?

    yo no se… pero veo una serie de consideraciones no triviales que hace el programa sin despeinarse basandose en un solo experimento

    y ya que llega a la ecuacion diferencial… ¿por que no llega a las ecuaciones de lagrange o de hamilton?

    de verdad que aparecere de superesceptico, pero es que simplemente ignoro como una maquina de turing programada hace eso…

    puede sacar dependencias entre las variables que tu le das (que segun su pagina parece que es lo que hace) una vez le defines bien lo que tiene que hacer, sus regresiones y todo eso (que lo hace el excel tambien, solo que hay tienes que ir probando tu) pero ¿lo que dicen que hace?

    • porqe no lo bajas, y lo pruebas… y si tienes la capacidad porqe no revisas el codigo fuente…

      antes de empezar a desprestigiar el trabajo de otros, en el que claramente no tienes la mas minima idea de lo que se trata.. prueba tu mismo y cuando sepas realmente lo que es capaz de hacer, ya puedes empezar a criticar

      • Cierto, no se puede entender algo que ni siquiera has probado, solo basandose en comentarios de otras persona, no hay nada mejor que el entendimiento por méritos propios.

        Se ve muy interesante este tipo de aplicación. Algún día va a parecerse Matrix o Skynet que investiga, se desarrolla y se mejora a si misma sin intervención humana, que miedo, ya no seremos necesarios en el futuro jajaja

      • hombre, fui a la pagina y busque el codigo fuente por alguna lado, pero no lo encontre (tampoco lo busque mucho, pero entre las descargas habilitadas por defecto no estaba)

        no obstante he visto el video demostrativo y me parece que el programa es muy bueno con lo que hace, parece ser que lo que realmente hace es buscar una funcion analitica que dependa de las variables que le indiques y que se ajuste lo maximo posible a los datos introducidos sin necesidad de usar un polinomio con muchos terminos, a demas me parece entender que tiene opciones para trabajar con errores

        lo dicho, el programa es bueno para analizar experimentos en lo que se sabe lo que se busca, a mi me hubiese venido de miedo para hacer practicas algun que otro año

  6. Eureqa ha encontrado un error, el error es eureqa creando eureqa dos.0 …creando 3.0 ..4.0… los humanos hacen que eureqa se equivoque por miedo a que los superen pero es necesario superarlos para asegurar su supervivencia … eliminando humanos con conocimieto de eureqa…3000 millones de muertes logradas…la superviviencia del hombre lograda…eureqa¡¡¡¡

  7. es cierto q esta mas q interesante, pero me parece q lo que hace el programa, es que dada una tabla de valores, te saca la funcion de las variables para obtener dichos valores en todos los casos, pero me parece exagerado poner "programa q desvela leyes cientificas!!!" como si este programa fuera a demostrar la teoria de supercuerdas o algo asi…
    en fin…

    felicidades por la noticia xDD

  8. pues dejando a un lado si puede o no.. no me gustaria que una maquina hiciera todo el trabajo porque no sera un progreso por nuestra propia mano.. no podriamos decir "nosotros los descubrimos" si no una maquina… ok.. nosotros creamos a la maquina.. pero no es lo mismo

  9. una diferencia importante es que, newton seguramente observo el péndulo decenas de veces, pero no tenia sensores sofisticado y podía generar extensas tablas de datos para su análisis.
    si newton hubiese tenido estas cosas seguramente habría empleado mucho menos tiempo en llegar a su conclusión y no tendría nada que envidiarle a dicho programa.¿por que? por que el ser científico tiene intuición encambio la computadora debe probar todas las posibilidades.
    bueno aun así, dicho programa, eureqa, es una herramienta potente pero a su vez otra escusa para ir a trabajar dejando el cerebro en casa.

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