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25 julio 2023

Rosa Badia, gran divulgadora de la supercomputación

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Se dedica a desarrollar herramientas para que los investigadores de distintos campos (como biólogos, químicos, astrónomos, físicos o ingenieros) puedan utilizar de forma sencilla los supercomputadores. Rosa M. Badia (Mataró, 1966). Es nada menos que una gran divulgadora de la supercomputación. Si ya de por sí es un campo complejo, hacer que otros científicos entiendan sus posibilidades para sus respectivas áreas y la apliquen es ya casi una proeza y una labor fundamental de cara al futuro que nos espera con la Inteligencia Artificial aplicada prácticamente a todos los empleos, a la vida cotidiana y a todos los campos de investigación. 

“Los supercomputadores son máquinas muy potentes, digamos supermáquinas, que contienen miles de procesadores, o cerebros, que trabajan a la vez para resolver problemas, ya sea el cambio climático, búsqueda de nuevos fármacos, fuentes de energía, o entender el Universo”, explica Badia, quien lidera el grupo de Workflows y Computación Distribuida del Barcelona Supercomputing Center (BSC).

BBVA-OpenMind-Rosa Badía-Perez de Pablos-La gran divulgadora de la supercomputacion_1 Rosa M. Badia desarrolla herramientas para que los investigadores de distintos campos puedan utilizar de forma sencilla los supercomputadores. Crédito: Rosa M. Badia
Rosa M. Badia desarrolla herramientas para que los investigadores de distintos campos puedan utilizar de forma sencilla los supercomputadores. Crédito: Rosa M. Badia

 Y para resolver los problemas que se les plantea, “estas máquinas fragmentan cálculos de gran envergadura en cálculos más pequeños, que se ejecutan en los distintos procesadores de forma simultánea, interconectándose los unos con los otros en lo que se ha bautizado como computación paralela o distribuida”, resume la investigadora.

“Toda la complejidad de los supercomputadores MareNostrum requiere de un trabajo facilitador para que cualquier investigador pueda emplear estas capacidades para desarrollar sus investigaciones”

Para que nos hagamos una idea de la envergadura de este ámbito, Badia cuenta que el supercomputador MareNostrum 5 (actualmente en construcción en el BSC de Barcelona) tendrá cerca de un millón de procesadores, algunos de ellos más potentes que todo el superordenador MareNostrum 1, instalado en 2005. “Toda esta complejidad requiere de un trabajo facilitador por nuestra parte, para que cualquier investigador, sea biólogo, químico, astrónomo, físico o ingeniero, entre otros, pueda emplear estas capacidades únicas en España para desarrollar sus investigaciones”, destaca.

BBVA-OpenMind-Perez de Pablos-La gran divulgadora de la supercomputacion_2 Badia cuenta que el supercomputador MareNostrum 5, actualmente en construcción en el BSC, tendrá cerca de un millón de procesadores. Crédito: JackF / Getty Images
Badia cuenta que el supercomputador MareNostrum 5, actualmente en construcción en el BSC, tendrá cerca de un millón de procesadores. Crédito: JackF / Getty Images

En los últimos tiempos, añade esta científica, “los programas que se ejecutan en estas supermáquinas no sólo se limitan a realizar un gran número de cálculos para poder simular o modelar objetos o fenómenos de la naturaleza, sino que también se combinan con el uso de inteligencia artificial (IA) con el propósito de acelerar el tiempo necesario para obtener los resultados de los programas o para obtener unos resultados complementarios”. Todo esto aumenta todavía aún más la complejidad de estas máquinas y su uso.

“Estas máquinas no sólo se limitan a realizar un gran número de cálculos sino que también se combinan con el uso de IA para acelerar el tiempo necesario para obtener sus resultados”

Y pone un ejemplo de ese uso conjunto. “En el proyecto eFlows4HPC se combinan el resultado de simulaciones tradicionales de supercomputación con técnicas de inteligencia artificial para poder predecir en un tiempo más rápido mapas de impacto de terremotos o para reducir el tiempo necesario para predecir la evolución del clima”.

El resultado de las investigaciones de su grupo se llama COMPSs: “Es como un director de orquesta capaz de coordinador una gran cantidad de instrumentos que tocan a la vez obteniendo una melodía armónica” 

Pero, ¿en qué trabaja exactamente su grupo? El entorno de programación resultado de las investigaciones de su grupo (llamado (llamado PyCOMPSs/COMPSs)  descompone el programa en varias tareas y es capaz de detectar cuáles de ellas pueden ejecutarse a la vez y cuáles no, usando miles de procesadores del supercomputador y gestionando de manera autónoma todos los datos accedidos por el programa. Y lo explica de forma clara: “COMPSs sería como un director de orquesta capaz de coordinar una gran cantidad de instrumentos que tocan a la vez obteniendo una melodía armónica”. Esta herramienta ha sido usada en más de 30 proyectos científicos, y ha sido fundamental para descubrimientos científicos, como entender las relaciones entre la genética y la diabetes tipo 2, o el descubrimiento de nuevos cúmulos de objetos galácticos en la Vía Láctea.

Estas investigaciones han permitido, por ejemplo, realizar simulaciones de escenarios de propagación de COVID-19 en el área metropolitana de Madrid

Rosa M. Badia dice que las áreas de aplicación de la supercomputación son amplísimas. Algunos resultados destacados de estas investigaciones han permitido, por ejemplo, realizar simulaciones de escenarios de propagación de COVID-19 en el área metropolitana de Madrid, o el modelado de la producción de hidrógeno a partir de biomasa, que podría contribuir a un futuro más sostenible. Pero no solo eso. Porque las aplicaciones de esta tecnología son, paradójicamente, casi incalculables: “Cuestiones actuales en estudio son, por ejemplo, la producción de escenarios locales de clima y contaminación del aire para comprender los impactos de los escenarios climáticos globales en ciudades y regiones reales; estudios pioneros de las interacciones entre proteínas a nivel atómico; o la investigación de la actividad electromecánica de las aurículas y ventrículos humanos, que permitiría comprender la actividad y las patologías cardíacas”. 

Para cubrir las demandas futuras de trabajo en este campo están apareciendo titulaciones como el Grado en Ciencia e Ingeniería de Datos, en IA, o en Bioinformática

Respecto a las profesiones con más futuro relacionadas con su campo, Badia destaca la aparición del Grado en Ciencia e Ingeniería de Datos, el Grado en Inteligencia Artificial, el Grado en Bioinformática (una disciplina que se encuentra en el cruce de la informática, las ciencias biomédicas y de la física y la química) o el Máster en Inteligencia Artificial.

BBVA-OpenMind-Perez de Pablos-La gran divulgadora de la supercomputacion_3 En el proyecto eFlows4HPC se combinan el resultado de simulaciones tradicionales de supercomputación con técnicas de inteligencia artificial para poder predecir mapas de impacto de terremotos o tsunamis. Crédito: Rosa M. Badia
En el proyecto eFlows4HPC se combinan el resultado de simulaciones tradicionales de supercomputación con técnicas de inteligencia artificial para poder predecir mapas de impacto de terremotos o tsunamis. Crédito: Rosa M. Badia

El objetivo de esta brillante científica para los próximos años es “conseguir una mayor adopción por parte de la comunidad científica en general de las herramientas que desarrolla”. “Por ejemplo, estamos muy ilusionados con la posibilidad de usar PyCOMPSs/COMPSs en el proyecto europeo DT-GEO, en el que se emplearán los supercomputadores para construir gemelos digitales para fenómenos geofísicos extremo, y poder analizar y pronosticar tsunamis, terremotos y erupciones volcánicas. Y otro proyecto es CAELESTIS, en el que buscamos la generación de las aeronaves del futuro, más seguras y con menos emisiones al medio ambiente”.

Susana Pérez de Pablos

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