La primera reunión del OIEA sobre el uso de la inteligencia artificial (IA) para aplicaciones nucleares se celebró de manera virtual en un acto paralelo a la sexagésima cuarta reunión ordinaria de la Conferencia General del OIEA. En la reunión se pusieron de relieve las formas en que los enfoques basados en la IA para la ciencia nuclear pueden redundar en beneficio de la salud humana, la gestión de los recursos hídricos y la investigación de la fusión nuclear. El acto, abierto al público, congregó a más de 300 personas de 43 países y sirvió para iniciar un diálogo mundial sobre el potencial de la IA en la ciencia nuclear y las implicaciones conexas de su empleo, por ejemplo, en lo que concierne a la ética y la transparencia.
Por IA se entiende un conjunto de tecnologías que combinan datos numéricos y algoritmos de procesamiento y tienen una potencia de cálculo en continuo aumento para desarrollar sistemas capaces de rastrear problemas complejos de manera similar a la lógica y el razonamiento humanos. Las tecnologías de la IA pueden analizar grandes cantidades de datos para “aprender” a llevar a cabo una tarea concreta, técnica que se conoce como aprendizaje automático.
“La inteligencia artificial está avanzando exponencialmente”, dijo Najat Mokhtar, Directora General Adjunta y Jefa del Departamento de Ciencias y Aplicaciones Nucleares del OIEA. “La capacidad de la IA para reconocer patrones de datos y analizar imágenes de alta resolución procedentes de satélites, aeronaves no tripuladas o escáneres médicos puede mejorar las respuestas a las emergencias humanitarias, ayudar a los médicos a detectar el cáncer y otras enfermedades, aumentar la productividad agrícola y seguir las migraciones animales y marinas”.
Aplicada a la ciencia nuclear, la IA tiene el potencial de, por ejemplo, hacer avanzar la estadificación del cáncer en la medicina nuclear y el tratamiento oncológico, acelerar los avances para hacer realidad la producción de energía de fusión y ayudar a proteger los recursos hídricos mundiales de la sobreexplotación y la contaminación.
Durante la reunión virtual, cuatro expertos aportaron sus conocimientos en esferas clave de las aplicaciones de la IA en la ciencia nuclear y respondieron a las preguntas de los participantes en línea.
La IA para la estadificación del cáncer y el tratamiento oncológico
“La oncología moderna, aunque está muy avanzada, sigue siendo en gran medida una labor en que se aplica un criterio universal”, dijo Jan Seuntjens, Profesor y Físico Médico de la Universidad McGill (Canadá). “Eso significa que el tratamiento prescrito para los pacientes con una enfermedad particular sigue siendo muy genérico o, en otras palabras, el mismo de un paciente a otro. La IA nos brinda la oportunidad de personalizar mucho más el tratamiento, teniendo en cuenta todos los datos o la información de que disponemos sobre ese paciente en particular”.
El Sr. Seuntjens destacó las formas en que la IA podía ayudar a los médicos en el diagnóstico y el tratamiento del cáncer mediante la mejora de la interpretación de las imágenes, el aumento de la precisión de los planes de tratamiento y la delineación de los tumores, así como mediante la radioterapia adaptativa, proceso de radioterapia que se adapta a las variantes anatómicas internas de cada paciente.
Avances en la investigación de la fusión con la IA
La fusión nuclear constituye una oportunidad para producir energía abundante, segura y sostenible.
La investigación en esta esfera exige una actividad experimental y teórica considerable que abarca la física del plasma y la ciencia de los materiales, entre otros campos. Los métodos basados en la IA ofrecen oportunidades para acelerar los avances con miras a hacer realidad la energía de fusión al maximizar la cantidad y aplicabilidad de la información extraída de los datos experimentales y de simulación.
David Humphreys, Científico Principal de General Atomics (Estados Unidos), explicó la manera en que la IA podría proporcionar las soluciones de predicción y control necesarias para la explotación sostenida, segura y eficiente de las futuras centrales de fusión. Entre las oportunidades que ofrecen la IA y el aprendizaje automático para avanzar en la investigación de la fusión, mencionó la optimización de la planificación experimental, que ayudaría a acelerar los avances en la obtención de nuevos conocimientos, así como la optimización en tiempo real de los escenarios de control del plasma mediante algoritmos derivados de grandes bases de datos que se desarrollan en instalaciones de fusión experimental de todo el mundo.
El Organismo publicó el Sistema de Información de Dispositivos de Fusión (FusDIS), la primera base de datos en línea de fusión del OIEA. Contiene datos sobre más de 100 dispositivos de fusión públicos y privados de todo el mundo, que están actualmente en explotación, en construcción, en planificación o cerrados.
Protección del agua y el medio ambiente mediante la IA
¿Cómo influyen las prácticas de gestión del agua corriente en las pérdidas de agua? ¿Los lugares de producción de salmón en el Pacífico cambian todos los años? ¿Cuáles son las fuentes de humedad de los huracanes? Según Clement Bataille, Profesor Adjunto del Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra de la Universidad de Ottawa (Canadá), el aprendizaje automático puede ayudarnos a comprender estas cuestiones mediante la cartografía a gran escala de los procesos hidrológicos y ambientales.
La IA también puede contribuir a la gestión de los recursos ambientales, hidrológicos y ecológicos a través de la geoquímica de los isótopos. Dado que la ciencia de los isótopos utiliza enormes cantidades de datos que se comparten en redes y repositorios mundiales, entre ellos los del OIEA, el uso de la IA se está tornando esencial para obtener resultados interpretables y mejorar nuestra comprensión de los procesos ambientales e hidrológicos, según el Sr. Bataille.
