Este programa juega mejor a los 'marcianitos' que un humano

Expertos en inteligencia artificial de Google crean un algoritmo que aprende por sí solo a jugar con decenas de videojuegos de los años 80 como 'Space Invaders' o el 'Comecocos'.

Esta recreación muestra la red neuronal artificial que usa el programa DQN para vencer a las hordas del mítico juego 'Space Invaders'. 

La inteligencia artificial le está ganando la partida a la humana paso a paso. Las máquinas lo hacen mejor al ajedrez o al póquer, están desplazando a los cirujanos en los quirófanos y, en la Bolsa de Nueva York, el 75% de las operaciones las realizan algoritmos matemáticos. Ahora, expertos en inteligencia artificial de Google han creado un algoritmo capaz de conseguir más puntos que un humano jugando a los marcianitos. Y lo logra tras aprender de la experiencia, reforzado por los premios y reposando lo aprendido. Casi como lo hacen los seres humanos.

DeepMind es una joven empresa británica dedicada a la inteligencia artificial de solo cinco años de vida. Algo debían de estar haciendo bien cuando Google la compró el año pasado en una dura pugna con Facebook por casi 700 millones de euros. Lo suyo es el aprendizaje de máquinas, las redes neuronales artificiales o agentes y algoritmos matemáticos, los elementos sobre los que se apoya la inteligencia artificial.

La última creación de DeepMind es DQN (o deep Q-network). Se trata de un programa, o agente en la jerga de la inteligencia artificial, que juega y muy bien a los videojuegos. Con un mínimo de información sobre las reglas del juego, las acciones permitidas (como el movimiento del cursor o los disparos) y las pantallas, este algoritmo se tuvo que enfrentar a una cincuentena de juegos de la mítica videoconsola Atari 2600 y las máquinas Arcade que, con títulos como el Comecocos (Pacman), Space Invaders o Pong, desplazaron al futbolín o al pinball de los salones recreativos en la década de los años 80 del siglo pasado.

"DQN superó a los anteriores sistemas de aprendizaje de máquinas en 43 de los 49 juegos", comenta Demis Hassabis, uno de los fundadores de DeepMind. Aunque el objetivo de la investigación, publicada hoy en la revista Nature, no era demostrar que también podía batir a los humanos, este agente "rindió por encima del 75% del nivel de un jugador humano profesional en más de la mitad de los juegos", añade Hassabis.

El algoritmo se enfrentó a 49 juegos Arcade de los años 80 superando a otros algoritmos y a un jugador humano profesional

En los títulos más populares de entonces, como el juego de boxeo Boxing, los de matar marcianos como Space Invaders, el juego de bolas Video Pinball o Pong, basado en el tenis de mesa, DQN superó al jugador humano, llegando a obtener puntuaciones 25 veces más altas.

Pero lo más llamativo de este agente de inteligencia artificial es su capacidad para aprender y el método con el que lo hace. Hassabis lo ejemplifica con el juego Breakout, evolución del Pong donde había que derribar series de ladrillos situados en la parte superior de la pantalla con una pelota. En las primeras fases de su entrenamiento, DQN mueve torpemente la barra para devolver la bola, perdiendo muchas vidas. Pero tras unos centenares de ensayos, descubre algo que parecería solo al alcance de un jugador humano: si rompía los ladrillos del lateral, podía colar la pelota sobre ellos y derribarlos por arriba mientras la barra sestea.

"DQN adoptó estrategias sorprendentemente anticipatorias que le permitieron conseguir la máxima puntuación posible", comenta el investigador de DeepMind. Y lo hizo sin ninguna instrucción o truco que le chivaran sus programadores. En su código, disponible para usos no comerciales, solo cuenta con los parámetros generales del juego y las pantallas en forma de píxeles. El algoritmo y su red neuronal artificial hicieron el resto.

Para leer más:

http://elpais.com/elpais/2015/02/25/ciencia/1424860455_667336.html

Descubierto el agujero negro más grande y brillante del universo primitivo

Un cuásar 420 billones de veces más brillante que el Sol iluminó el cosmos en su infancia

Reconstrucción de un cuásar 

Hace unos 12.800 millones de años, cuando el universo aún era un niño que solo había vivido el 6% de su vida, existió un descomunal faro 420 billones de veces más luminoso que el Sol. Por aquella época el universo estaba saliendo de la edad oscura, un periodo que duró cientos de millones de años y en el que todo era tiniebla. Después aparecieron las primeras estrellas y galaxias y la luz comenzó a invadirlo todo. Poco antes de que esta etapa —conocida como reionización— acabase, se encendió ese faro cuyo origen era un descomunal agujero negro que acaba de ser descubierto y analizado por un equipo internacional de astrónomos. Los investigadores creen que este monstruo tenía unas 12.000 millones de veces más masa que el Sol, lo que le convierte en el objeto de este tipo más grande y luminoso del universo temprano.

El objeto descubierto es un cuásar, una masa de materia acelerada por un agujero negro supermasivo que hay en su centro. Parte de esa materia es engullida y otra escapa en un flujo de partículas que se mueven a casi la velocidad de la luz. Este proceso produce una potente luz que convierte a los cuásares en los objetos más luminosos del universo. Hasta ahora, apenas se conocían 40 con más de 12.700 millones de años.

“Este cuásar es único”, ha dicho Xue-Bing Wu, astrónomo de la Universidad de Pekín (China) y codescubridor de este objeto. “Como si fuera el faro más potente en el universo lejano, su luz nos ayudará a explorar mejor el universo temprano”, ha añadido en una nota de prensa difundida por el Gran Telescopio Binocular de Arizona, uno de los instrumentos usados para la detección.

El cuásar tiene una masa 12.000 millones de veces mayor que el Sol

El hallazgo es importante para entender el origen de las galaxias, incluidas esas en las que se dan condiciones necesarias para la vida, como la Vía Láctea. Se piensa que todas tienen un gran agujero negro en su centro y también que en sus orígenes pudieron albergar un cuásar activo como el descubierto en el actual estudio, publicado hoy en la revista Nature.

Para leer más:

http://elpais.com/elpais/2015/02/24/ciencia/1424803741_747533.html

Hallado un gen clave en la evolución de la mente

El gen apareció después de nuestra separación evolutiva de los chimpancés, y su inyección artificial en un ratón causa la amplificación de su córtex.

Córtex cerebral de ratón con el gen humano activo en el hemisferio derecho. 

Si la principal diferencia entre un ratón y un humano es el tamaño de su córtex cerebral, ¿por qué no se puede inyectar genes humanos a un ratón y hacer que su córtex se amplifique? Sí se puede. Científicos del Instituto Max Planck, la gran organización alemana de investigación pública, han descubierto un gen clave para la evolución del córtex cerebral humano, la sede de la mente. El gen apareció después de nuestra separación evolutiva de los chimpancés, pero antes de que divergiéramos de los neandertales. Y su inyección artificial en un ratón causa la amplificación de su córtex. De momento, los ratones siguen sin resolver ecuaciones diferenciales.

Si el gran problema biológico pendiente de resolver es cómo funciona el cerebro humano, la mayor cuestión evolutiva es cómo evolucionó esa máquina prodigiosa. Es sabido que las diferencias genéticas que nos separan de un chimpancé son muy escasas, pero también deben ser muy importantes, porque sin ellas no habría lenguaje ni poesía, ni arte ni ciencia. Ni siquiera metafísica. De ahí los grandes esfuerzos investigadores que están en marcha para encontrar esos pocos genes tan raros pero tan trascendentales.

Las nuevas y poderosas herramientas de la genómica han permitido a Wieland Huttner, Marta Florio, Svante Pääbo y sus colegas de los institutos Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética, en Dresde, y de Antropología Evolutiva, en Leipzig, organizar una apabullante operación de caza y captura de los genes responsables del crecimiento explosivo del córtex cerebral durante la evolución humana. Presentan su estrategia y sus resultados en Science.

Las diferencias genéticas que nos separan de un chimpancé son muy escasas, pero también deben ser muy importantes, porque sin ellas no habría lenguaje ni poesía, ni arte ni ciencia

Los científicos alemanes sabían dónde buscar. Desde los trabajos pioneros de Cajal y Golgi, un siglo de neurología ha esclarecido el origen –no evolutivo, sino embriológico— del desmedido córtex cerebral humano, la capa más externa del cerebro, la que le confiere su inconfundible aspecto rugoso y antiestético, y la que alberga todas las altas funciones mentales de las que nuestra especie está tan orgullosa, y a veces tan asustada.

El córtex de cualquier primate –y de otros mamíferos— proviene de un grupo de células madre y células progenitoras situadas en una región muy concreta del sistema nervioso fetal (la zona subventricular, donde se halla la llamada glía radial). Durante la evolución de los primates, y sobre todo del linaje homínido, esas células precursoras se dividen durante cada vez más tiempo, y por tanto generan un córtex cada vez más grande.

Para leer más:

http://elpais.com/elpais/2015/02/26/ciencia/1424967587_931422.html

Tres píldoras en una para evitar recaídas en el infarto de miocardio

Una pastilla desarrollada en España aúna las capacidades anticoagulantes, contra el colesterol y la tensión, necesarias para prevenir problemas cardiovasculares.

Valentín Fuster (izquierda), durante la inauguración de la producción de la polipíldora 

En 2002, durante un viaje a Rusia, Valentín Fuster observó que muchos enfermos de miocardio que debían tomar una combinación de tres píldoras para evitar infartos no lo hacían. El director del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) de Madrid supo entonces que el principal motivo era el precio, muy elevado por cuestiones de distribución. Entonces surgió el embrión de la idea para producir una sola píldora que incluyese los tres principios activos contra el infarto que se suelen tomar en tres pastillas: ácido acetilsalicílico, como en las aspirinas, pare evitar la formación de trombos, una estatina para controlar los niveles de colesterol y combatir la obstrucción de las arterias y un antihipertensivo que evita el remodelado del corazón que se produce tras un infarto.

Más adelante, ensayos clínicos como el estudio FOCUS mostraron que la adherencia al tratamiento de personas que han sufrido infarto agudo de miocardio aumenta un 22% cuando se administra de una tacada en lugar de con tres cápsulas. Con el doble incentivo de precio, para llegar a más enfermos, también en países menos desarrollados, y reducción de mortalidad, se comenzó un periplo científico que no ha estado exento de dificultades.  

Trece años después de aquel viaje a Rusia, hoy, en la sede del CNIC, Valentín Fuster presentaba la primera polipíldora aprobada en Europa para la prevención secundaria cardiovascular. Ese fármaco, que ya pueden tomar en países como España, Argentina o México pacientes que han superado un infarto para evitar recaídas, se ha desarrollado en colaboración entre el CNIC y la farmacéutica Ferrer.

Aunque juntar tres pastillas en una pueda parecer sencillo, no lo es. Fuster cuenta que contactó con varias farmacéuticas en EE UU para tratar de desarrollar la polipíldora. “Todas decían que les parecía una idea interesante, pero ninguna estaba interesada en desarrollarla”, recuerda Fuster. El motivo es que experiencias anteriores, como las relacionadas con polipíldoras para tratar el virus del sida, mostraban que el éxito no estaba garantizado.

Al final fue la farmacéutica Ferrer la que llegó a un acuerdo con el CNIC, en lo que la secretaria de Estado de Investigación, Carmen Vela, ha destacado como ejemplo de colaboración público-privada, para tratar de llevar la polipíldora a los pacientes. La inversión necesaria ronda los 50 millones de euros y, según ha explicado el director general de Ferrer, Jordi Ramentol, se espera que en cuatro años la polipíldora esté comercializada en 90 países.

Para leer más:

http://elpais.com/elpais/2015/02/27/ciencia/1425040689_733785.html

La nanotecnología creará soldados de “máxima letalidad”

Una publicación del Ministerio de Defensa español revela el armamento del futuro.

Un soldado lanza un microdron de la empresa noruega Prox Dynamics. / PROX DYNAMICS

Decía el premio Nobel Richard Feynman que "la física es como el sexo: seguro que da alguna compensación práctica, pero no es por eso por lo que lo hacemos”. Sin embargo, él fue el primero que propuso, en 1959, hacer ingeniería en la nanoescala, en ese mundo invisible para nuestros ojos que se mide en unidades de milmillonésimas partes de un metro.

Nadie hizo caso a Feynman durante décadas hasta que sus ideas de fabricar máquinas de tamaño ínfimo fueron rescatadas por un ingeniero de la NASA, Eric Drexler, en 1986. Casi 30 años después, la nanotecnología es una realidad que ha revolucionado hasta la manera de matarnos entre nosotros mismos.

“Las nanotecnologías modificarán sustancialmente el entorno de la batalla del futuro”, afirma el ingeniero de armamento Jesús Carlos Gómez Pardo, teniente coronel del Ejército de Tierra español. El militar participa en una monografía de 300 páginas editada por el Ministerio de Defensa que detalla con exhaustividad las aplicaciones de la nanotecnología a los ejércitos.

El teniente coronel dibuja un soldado del futuro de “máxima letalidad” con un uniforme inteligente que le ofrece protección antibalas y contra amenazas nucleares, biológicas y químicas, gracias a cientos de láminas de nanoarcillas. “Los nuevos sistemas de armas convencionales, en los que la presencia de las nanotecnologías será elevada, tendrán una mayor letalidad sobre el objetivo, minimizando el daño sobre la población civil”, vaticina el militar en la monografía Nanociencia, nanotecnología y defensa, presentada el viernes en Madrid por el teniente general Alfonso de la Rosa Morena, director del Centro Superior de Estudios de la Defensa Nacional.

El combatiente del futuro español, según el Ministerio de Defensa. / MINISDEF

Sus vaticinios no son ciencia ficción. El Ministerio de Defensa financia, mediante el programa COINCIDENTE, el desarrollo de prototipos militares a partir de tecnologías maduras en la vida civil. El Instituto Tecnológico La Marañosa, principal organismo de investigación del Ministerio, trabaja con nanosensores para miniaturizar los sistemas de guiado de munición y conseguir una máxima precisión. El proyecto GRETA-DAD, detalla Gómez Pardo, está desarrollando un sistema de guiado láser de cohetes de 70 mm. En su sede de San Martín de la Vega (Madrid), la misma tecnología se está integrando en un cohete para vehículos aéreos no tripulados, más conocidos como drones.

“Otro desarrollo importante es el de las estructuras cuánticas para la miniaturización de armas de energía dirigida, tales como cañones de microondas y sistemas láser de alta energía que pueden actuar como perturbadores direccionales o cañones dependiendo de la potencia del láser”, añade el teniente coronel. La multinacional española Indra trabaja en la miniaturización del láser de su sistema MANTA DIRCM, contra misiles guiados por infrarrojos para la defensa de aeronaves.

“También se está trabajando en el desarrollo de armas personales con capacidad para neutralizar grupos de personas”, continúa el militar. Según el informe, los Cuerpos y Fuerzas de Seguridad del Estado podrán contar con armas no letales de este tipo gracias a la aplicación de la nanotecnología a sistemas de microondas y microláseres.

Gómez Pardo es el único autor militar de la monografía. Su coordinador es Ildefonso Díaz, catedrático de Matemáticas Aplicadas de la Universidad Complutense de Madrid, que ya adelantó algunas de sus conclusiones durante unas jornadas organizadas en diciembre por el Instituto Tecnológico de Matemática Industrial (ITMATI) en A Coruña.

Ya se utilizan ejércitos de robots ratas para la localización de personas en grandes catástrofes”, afirma el teniente coronel Gómez Pardo

El documento afirma que el uso de polímeros, unas macromoléculas, reforzados con nanopartículas, como el poliuretano reforzado con nanoarcillas, reducirán el peso de los blindajes de los vehículos hasta en un 60%. Y, gracias a fibras superresistentes de nanotubos de carbono, la resistencia al impacto de bala se multiplicará por tres o por cuatro respecto a los blindajes actuales, disminuyendo también el peso. Con estos blindajes ligeros, será más sencillo transportar vehículos de combate en aviones de transporte hasta el campo de batalla.

Para leer más:
http://elpais.com/elpais/2015/02/27/ciencia/1425062136_889040.html