El professor Michael Ortiz va presentar el passat 28 d’octubre al Palau Robert de Barcelona el seminari “Science Meets Data: Scientific Computing in the Age of Artificial Intelligence”, amb motiu de la seva presa de possessió com a titular de la Càtedra UNESCO en Mètodes Numèrics en Enginyeria de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) i el CIMNE.
El professor Ortiz té una llarga trajectòria a institucions com Caltech i la Universitat de Stanford i és una figura reconeguda internacionalment en mecànica computacional. L’acte va abordar el canvi de paradigma científic que està transformant la recerca i l’enginyeria: la revolució de les dades i la intel·ligència artificial.
La càtedra UNESCO en Mètodes Numèrics en Enginyeria: pionera mundial
La Càtedra UNESCO en Mètodes Numèrics en Enginyeria de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) i el CIMNE va ser creada l’any 1989, convertint-se en la primera Càtedra UNESCO al món dedicada a l’impuls dels mètodes numèrics en enginyeria. La seva missió és afrontar els reptes científics i tecnològics en enginyeria mitjançant el desenvolupament i l’aplicació de mètodes computacionals avançats, posant el focus en garantir la formació tècnica i la difusió del coneixement, especialment en països en vies de desenvolupament.
El professor Michael Ortiz és actualment titular de la Càtedra UNESCO en Mètodes Numèrics en Enginyeria. Doctor per la Universitat de Califòrnia a Berkeley, ha contribuït decisivament a la modelització de materials, la mecànica de la fractura, els mètodes multiescala i la mecànica computacional quàntica. Al CIMNE lidera projectes innovadors en simulació enriquida amb dades i mecànica quàntica que impulsen l’avantguarda dels mètodes numèrics en enginyeria a escala global.
Prof. Michael Ortiz amb l’equip del CIMNE durant el seminari de la Càtedra UNESCO
Un nou horitzó de dades
Vivim en l’era de les dades. De les ciències polítiques a les naturals, les dades inunden totes les disciplines i creixen a un ritme sense precedents. La diferència entre el món actual i el de fa uns 10 anys és que generem enormes quantitats de dades cada dia. Internet, les xarxes socials, el núvol, són en part catalitzadors d’aquest creixement exponencial. I la gestió que fem d’aquestes dades és clau per entendre’l. Els algorismes, l’estadística i l’aprenentatge automàtic permeten trobar patrons o predir comportaments que serveixen tant al màrqueting com a la política i l’economia.
La ciència no s’escapa de les dades, però la seva relació és especial, assenyala el Prof. Ortiz. L’acumulació d’informació corre el risc de convertir-se en soroll si la ciència no hi dialoga: les dades expressen la realitat observada, però necessiten estructura, interpretació i principis físics que les expliquin. De fet, les matèries que anteriorment patien escassetat de dades ara en tenen en excés. Concretament, la mecànica de sòlids s’ha transformat d’un camp empíric a un cada cop més ric en dades i fonamentat en la física. Aquesta revolució planteja reptes fonamentals sobre com manipular aquestes dades per facilitar el descobriment, la predicció i el disseny de materials.
En mecànica treballem amb equacions, models i lleis, que descriuen relacions físiques fonamentals, però els problemes no lineals requereixen una comprensió més profunda del comportament del material. Aquí les dades no substitueixen la física, en són una ampliació: permeten abordar el comportament de materials i sistemes complexos que no es poden descriure de forma clàssica. La ciència computacional basada en dades, combina les lleis de conservació amb observacions experimentals per fer prediccions més realistes.
La irrupció de la quàntica
La mecànica i computació quàntiques obren un nou paradigma científic. La mecànica quàntica ha estat durant dècades una disciplina fonamentalment teòrica i de precisió i complexitat extraordinàries. Avui dia, però, s’ha transformat amb la computació i les simulacions numèriques, assenyala el Prof. Ortiz. Les innovacions en mecànica computacional quàntica poden modelar el comportament de materials i d’estructures a escales atòmiques amb un nivell de detall impensables.
Els qubits i l’entrellaçament quàntic tenen la capacitat de processar la informació amb una potència de càlcul exponencial: els ordinadors quàntics poden simular problemes que els clàssics tardarien milers d’anys. Aquesta nova frontera és especialment rellevant per a camps com la mecànica dels materials o l’enginyeria computacional, on la predicció del comportament d’un sistema sovint depèn de processos quàntics subjacents. Mitjançant tècniques híbrides que combinen simulació clàssica, dades experimentals i càlcul quàntic, els investigadors poden explorar materials i fenòmens amb una precisió sense precedents.
Els reptes de la ciència del futur
Segons el Prof. Ortiz, la unió d’aquestes dues revolucions, la de les dades i la de la quàntica, no és casual: totes dues apunten cap a una nova manera de fer ciència, més integrada, més predictiva i més propera a la realitat física. Les dades proporcionen l’evidència massiva i la quàntica, el llenguatge fonamental que explica per què aquestes dades es comporten com ho fan.
Ambdues són necessàries per construir una ciència capaç de comprendre i dissenyar el món amb una precisió radical i la ciència del futur haurà d’aprendre a viure en aquest equilibri. La intel·ligència artificial i l’aprenentatge automàtic són eines realment útils, però no haurien de cegar l’objectiu principal de la ciència: el raonament i la comprensió.
Amb la càtedra UNESCO, el CIMNE reforça el seu compromís en una recerca que uneix el rigor científic, la innovació i l’impacte global, que contribueixen a construir la ciència, però també els científics, del futur.
