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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. 

‚ÄúLos supercomputadores son m√°quinas muy potentes, digamos superm√°quinas, que contienen miles de procesadores, o cerebros, que trabajan a la vez para resolver problemas, ya sea el cambio clim√°tico, b√ļsqueda de nuevos f√°rmacos, fuentes de energ√≠a, o entender el Universo‚ÄĚ, explica Badia, quien lidera el grupo de Workflows y Computaci√≥n 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, ‚Äúestas m√°quinas fragmentan c√°lculos de gran envergadura en c√°lculos m√°s peque√Īos, que se ejecutan en los distintos procesadores de forma simult√°nea, interconect√°ndose los unos con los otros en lo que se ha bautizado como computaci√≥n paralela o distribuida‚ÄĚ, resume la investigadora.

‚ÄúToda la complejidad de los supercomputadores MareNostrum requiere de un trabajo facilitador para que cualquier investigador pueda emplear estas capacidades para desarrollar sus investigaciones‚ÄĚ

Para que nos hagamos una idea de la envergadura de este √°mbito, Badia cuenta que el supercomputador MareNostrum 5 (actualmente en construcci√≥n en el BSC de Barcelona) tendr√° cerca de un mill√≥n de procesadores, algunos de ellos m√°s potentes que todo el superordenador MareNostrum 1, instalado en 2005. ‚ÄúToda esta complejidad requiere de un trabajo facilitador por nuestra parte, para que cualquier investigador, sea bi√≥logo, qu√≠mico, astr√≥nomo, f√≠sico o ingeniero, entre otros, pueda emplear estas capacidades √ļnicas en Espa√Īa para desarrollar sus investigaciones‚ÄĚ, 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 √ļltimos tiempos, a√Īade esta cient√≠fica, ‚Äúlos programas que se ejecutan en estas superm√°quinas no s√≥lo se limitan a realizar un gran n√ļmero de c√°lculos para poder simular o modelar objetos o fen√≥menos de la naturaleza, sino que tambi√©n se combinan con el uso de inteligencia artificial (IA) con el prop√≥sito de acelerar el tiempo necesario para obtener los resultados de los programas o para obtener unos resultados complementarios‚ÄĚ. Todo esto aumenta todav√≠a a√ļn m√°s la complejidad de estas m√°quinas y su uso.

‚ÄúEstas m√°quinas no s√≥lo se limitan a realizar un gran n√ļmero de c√°lculos sino que tambi√©n se combinan con el uso de IA para acelerar el tiempo necesario para obtener sus resultados‚ÄĚ

Y pone un ejemplo de ese uso conjunto. ‚ÄúEn el proyecto eFlows4HPC se combinan el resultado de simulaciones tradicionales de supercomputaci√≥n con t√©cnicas de inteligencia artificial para poder predecir en un tiempo m√°s r√°pido mapas de impacto de terremotos o para reducir el tiempo necesario para predecir la evoluci√≥n del clima‚ÄĚ.

El resultado de las investigaciones de su grupo se llama COMPSs: ‚ÄúEs como un director de orquesta capaz de coordinador una gran cantidad de instrumentos que tocan a la vez obteniendo una melod√≠a arm√≥nica‚Ä̬†

Pero, ¬Ņen qu√© trabaja exactamente su grupo? El entorno de programaci√≥n resultado de las investigaciones de su grupo (llamado (llamado PyCOMPSs/COMPSs)¬†¬†descompone el programa en varias tareas y es capaz de detectar cu√°les de ellas pueden ejecutarse a la vez y cu√°les no, usando miles de procesadores del supercomputador y gestionando de manera aut√≥noma todos los datos accedidos por el programa. Y lo explica de forma clara: ‚ÄúCOMPSs ser√≠a como un director de orquesta capaz de coordinar una gran cantidad de instrumentos que tocan a la vez obteniendo una melod√≠a arm√≥nica‚ÄĚ. Esta herramienta ha sido usada en m√°s de 30 proyectos cient√≠ficos, y ha sido fundamental para descubrimientos cient√≠ficos, como entender las relaciones entre la gen√©tica y la diabetes tipo 2, o el descubrimiento de nuevos c√ļmulos de objetos gal√°cticos en la V√≠a L√°ctea.

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 √°reas de aplicaci√≥n de la supercomputaci√≥n son ampl√≠simas. Algunos resultados destacados de estas investigaciones han permitido, por ejemplo, realizar simulaciones de escenarios de propagaci√≥n de COVID-19 en el √°rea metropolitana de Madrid, o el modelado de la producci√≥n de hidr√≥geno a partir de biomasa, que podr√≠a contribuir a un futuro m√°s sostenible. Pero no solo eso. Porque las aplicaciones de esta tecnolog√≠a son, parad√≥jicamente, casi incalculables: ‚ÄúCuestiones actuales en estudio son, por ejemplo, la producci√≥n de escenarios locales de clima y contaminaci√≥n del aire para comprender los impactos de los escenarios clim√°ticos globales en ciudades y regiones reales; estudios pioneros de las interacciones entre prote√≠nas a nivel at√≥mico; o la investigaci√≥n de la actividad electromec√°nica de las aur√≠culas y ventr√≠culos humanos, que permitir√≠a comprender la actividad y las patolog√≠as card√≠acas‚ÄĚ.¬†

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 cient√≠fica para los pr√≥ximos a√Īos es ‚Äúconseguir una mayor adopci√≥n por parte de la comunidad cient√≠fica en general de las herramientas que desarrolla‚ÄĚ. ‚ÄúPor ejemplo, estamos muy ilusionados con la posibilidad de usar PyCOMPSs/COMPSs en el proyecto europeo DT-GEO, en el que se emplear√°n los supercomputadores para construir gemelos digitales para fen√≥menos geof√≠sicos extremo, y poder analizar y pronosticar tsunamis, terremotos y erupciones volc√°nicas. Y otro proyecto es CAELESTIS, en el que buscamos la generaci√≥n de las aeronaves del futuro, m√°s seguras y con menos emisiones al medio ambiente‚ÄĚ.

Susana Pérez de Pablos

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