Cuando la inteligencia artificial detecta el dolor humano

Cuando la inteligencia artificial detecta el dolor humano

Pau Rodríguez, en una imagen reciente en su casa de Montreal.
Pau Rodríguez, en una imagen reciente en su casa de Montreal.

La trayectoria de Pau Rodríguez (Sabadell, 30 años) solo se entiende a partir del nomadismo profesional forzoso y la excelencia académica que ha caracterizado a muchos investigadores. Un destino compartido con muchos de sus colegas que, en su caso, le ha llevado desde su Cataluña natal hasta Bélgica, para estudiar un máster; y ahora mismo a Montreal, en Canadá, donde le han ofrecido una estancia para investigar. En el otro lado del Atlántico es donde este doctor en ingeniería informática ha visto cómo sus investigaciones sobre inteligencia artificial y redes neuronales cobraban relevancia. Un trabajo que ha sido reconocido esta semana con uno de los Premios Jóvenes Informáticos de la V edición de los Premios de Investigación concedidos por la Sociedad Científica Informática de España (SCIE) y la Fundación BBVA.

Como explica por videollamada, el galardón lo ha conseguido gracias a que ha diseñado unas máquinas que detectan el dolor humano con gran precisión. La inteligencia artificial, una vez que aprende a partir de los datos introducidos por los médicos y de las imágenes que recibe, asocia determinados movimientos o expresiones faciales con diferentes niveles de sufrimiento. Pequeñas muecas, parpadeos o gestos con las manos, imperceptibles para el ser humano y no para un algoritmo, que facilitan los tratamientos médicos, como en las unidades del dolor, y las estancias hospitalarias. “Es un sistema que aprende mediante imágenes en vídeo. Es más complicado que con fotografías porque aquí hay tres dimensiones en vez de dos. El tiempo también ha de comprenderlo. Tardamos un año en desarrollar el proyecto”, comenta Rodríguez.

Pero la inteligencia artificial solo representa una parte de la solución. Las redes neuronales obran la magia que convierte máquinas en ojos artificiales capaces de descifrar el dolor. Este sistema de aprendizaje profundo, que no deja de ser un método matemático inspirado en replicar el funcionamiento del cerebro humano, asocia datos, como el contenido de las imágenes, y establece conexiones entre dos neuronas. Cuando la conclusión es correcta —por ejemplo, hay dolor—, el sistema se refuerza. Si se equivoca, el estímulo sería el contrario, uno negativo. “La revolución reciente en este campo permite crear redes profundísimas, con muchas capas. Cada capa recibe el cómputo de la anterior. Las aplicaciones van a ser increíbles”, sostiene Rodríguez.

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Una de las dificultades con las que se topó fue conseguir que el algoritmo atendiera a todos los pacientes, sin conocer nada previamente. El aprendizaje automático necesita infinidad de datos para funcionar óptimamente. Aquí el problema residía en que estudiaba a personas concretas. Aprendía únicamente de estos modelos. La fórmula para solventarlo, según argumenta Rodríguez, fue evaluar el entrenamiento con un conjunto de pacientes jamás vistos por la máquina. “Si funcionaba bien, era posible que aprendiera unas reglas generales aplicables a cualquier persona, no a una en concreto. Y funcionó”, precisa.

Un hospital en Niza ha incorporado el proyecto como parte de sus servicios de atención a los pacientes. Controlan el dolor que sufren. Sin embargo, han visto que pueden sacarle mayor partido. El algoritmo ayuda a detectar enfermedades relacionadas con la demencia, como el alzhéimer. Debido a que el entrenamiento se realiza con imágenes en vídeo, resulta también sencillo observar esos movimientos de los músculos faciales que dan pistas sobre este tipo de patologías. “La intención es que la tecnología identifique antes que el humano la enfermedad. Cuando una persona intenta reproducir un signo o un gesto y lo hace mal, que es uno de los síntomas de la demencia, la máquina lo identifica rápidamente”, asegura Rodríguez.

El marco ético

Con tanta inteligencia artificial, la ética no podía pasar de puntillas. La comunidad técnica cada vez está más encima de sesgos, discriminaciones y malos usos presentes en este tipo de innovaciones. Aunque aún siguen vigentes, ha incrementado el celo a la hora de fijar ciertos límites. El propio Rodríguez dice que en Canadá se toman muy en serio este asunto. En sus trabajos académicos le obligan a rellenar un punto en concreto sobre cuáles son las implicaciones del proyecto, a quién beneficia y perjudica y hasta dónde puede llegar su desarrollo. “Lo ideal sería que los países legislaran al respecto, pero ya al menos el debate no se deja al margen y hay cierta voluntad por que las empresas no creen algoritmos sesgados racial y socialmente”, apunta.

Diferentes estudios redundan que esta década casi recién estrenada estará dominada por la inteligencia artificial. Rodríguez tiene claro que nos encontramos en medio de un revolución, capaz de calar en toda la sociedad y en ámbitos, a priori, alejados de alardes tecnológicos. “Podrá resolver muchas tareas complejas. Ya se emplea, por ejemplo, en el diseño de nuevos medicamentos. Ha creado unas moléculas que interactúan con las humanas durante una enfermedad y reduce parte de los efectos secundarios”, apostilla.

Rodríguez desconoce hasta dónde puede desarrollarse el algoritmo. Su intención es que cualquier persona extraiga el máximo partido. Por esta razón, ha optado por dejarlo como código abierto —open source, en inglés—. Aunque ahora mismo deje un poco al margen esta investigación, su siguiente proyecto se centrará en que la inteligencia artificial requiera poco entrenamiento y ninguna supervisión durante el aprendizaje. Es decir, que replique en la medida de lo posible el funcionamiento cerebral. “Lo veo como un niño, que directamente aprende jugando, por ensayo y error sin que nadie lo controle”, concluye.

Premiados por la Sociedad Científica Informática de España (SCIE) y la Fundación BBVA

En esta V edición de los Premios de Investigación concedidos por la Sociedad Científica Informática de España (SCIE) y la Fundación BBVA los ganadores en la modalidad Investigadores Jóvenes Informáticos, dotado con 5.000 euros y que reconocen la creatividad, originalidad y excelencia, son los siguientes:

Mikel Artetxe, investigador científico en Facebook AI Research.

Nicolás Calvo, investigador postdoctoral en el departamento de Informática de la Universidad de Almería.

Llogari Casas, profesor asociado en la Universidad Napier de Edimburgo y CEO de 3FINERY LTD.

Alberto García, Software Engineer (ML&CV Applied Scientist) en Facebook Reality Labs.

Sara Nieves Matheu, investigadora posdoctoral en la Universidad de Murcia.

Pau Rodríguez, profesor adjunto en la Universitat Autónoma de Barcelona e investigador en Element AI.

Los galardonados con los Premios Nacionales de Informática, que reconocen a investigadores, entidades públicas y privadas que han dedicado su labor al estudio, fortalecimiento y divulgación de la informática, en esta edición son los siguientes:

Antonio Bahamonde, catedrático de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial en la Universidad de Oviedo, Premio José García Santesmases.

Eneko Agirre, catedrático de Lenguajes y Sistemas Informáticos en la Universidad del País Vasco (EPV/EHU), Premio Aritmel.

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