El sello aragonés del superordenador que creará copias 'gemelas' de órganos humanos

Este mes de diciembre se estrena la quinta versión del MareNostrum, el supercomputador del Barcelona Supercomputing Center (BSC), uno de los tres ordenadores más potentes de Europa y el octavo del mundo, que ya lleva dos décadas dando soporte a las investigaciones más punteras que necesitan cálculos, memoria y velocidad superlativos y que ahora tiene como retos la inteligencia artificial o los gemelos digitales.

Para que el BSC esté en ese nivel de competencia, mucho ha tenido que ver el empeño de su director, el aragonés Mateo Valero (Alfamén, Zaragoza, 1952), catedrático de Arquitectura Computacional desde muy joven de la Universidad Politécnica de Barcelona (UPC), que convenció al ministro de Industria Joan Majó de la conveniencia de que España tuviera un centro computacional de gran potencia. Sembró así una de las pocas esferas científicas en las que nuestro país es punta de lanza, que tomó forma en 2005 con el mítico computador MareNostrum 1, instalado en la capilla de Torre Girona, hoy sede del rectorado de la UPC y que, tras tres actualizaciones, se había quedado pequeña.

En una sala vecina y más funcional ya está listo el MareNostrum 5, que se inaugura el 21 de diciembre y entrará en funcionamiento en las primeras semanas de 2024. Se trata de la máquina más grande del mundo basada en la arquitectura computacional x86, que permitirá dar respuesta a algunos de los grandes problemas científicos que se enfrentan, y multiplica miles de veces las capacidades del fundacional.

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El de nueva construcción dispone de 4.480 chips de última generación de unos 8 centímetros cuadrados de silicio, cada uno de los cuales contiene más de 100.000 millones de transistores y más del doble de potencia que todo el MareNostrum 1, que en su momento era el cuarto más rápido del mundo. MareNostrum 5 destaca también por su gran capacidad de almacenamiento, única a nivel mundial, al pasar de 15 a 648 petabytes. Podría albergar 1.280 copias de los 170 millones de libros catalogados a lo largo de la historia.

No menos importante es su red de interconexión. Basada en InfiniBand NDR200, permite cooperar a los 7.000 nodos del sistema e intercambiar información para solucionar problemas complejos, con una latencia reducida por estar todo en el mismo lugar.

El nuevo superordenador se presenta como la máquina más completa y versátil al servicio de la comunidad científica

Con esas coordenadas, se presenta como la máquina más completa y versátil al servicio de la comunidad científica. "Desde su singular arquitectura computacional —explica Mateo Valero—, permitirá avanzar en campos del conocimiento como el desarrollo de gemelos digitales del planeta Tierra o del cuerpo humano, para estudiar el cambio climático e impulsar la medicina personalizada, el diseño de ciudades más saludables y sostenibles, o la búsqueda de nuevos materiales o fuentes de energía".

En su construcción se han invertido 207 millones de euros, más de la mitad de ellos de fondos europeos, ya que Europa ha hecho suya esta gran apuesta. En su progresión, Valero explica que ha sido fundamental la colaboración público-privada, que les ha permitido pasar de 70 personas en 2004 a las 960 actuales, con un 33% de ellas procedentes de 53 países distintos. Además, las nóminas del 80% de esos profesionales se abonan con los proyectos que realizan con empresas líderes de sus sectores.

Revolución tecnológica sin precedentes

El MareNostrum da servicio a la investigación y su uso es gratuito para los científicos que lo solicitan. En el BSC trabajan en cuatro grandes áreas: Ciencias de la Computación, Ciencias de la Vida, Ciencias de la Tierra y Aplicaciones Computacionales para Ciencia e Ingeniería. Por otro lado, desde la unidad de Tecnologías del Lenguaje potencia que haya un modelo multilingüe europeo.

Con la nueva dimensión, el BSC multiplicará el impacto de sus investigaciones por el tamaño de las modelizaciones que genera. "En el intento de crear el primer gemelo digital del cuerpo humano, explica Valero, sumaremos millones de datos para simular los órganos del cuerpo y su comportamiento, y poder predecir enfermedades y aplicar terapias, en una medicina de alta precisión. Así, en el gemelo digital de un órgano concreto, se pueden aplicar acciones virtuales para conocer la respuesta antes de la intervención. También llevará a reducir la experimentación con animales".

El director del BSC explica que estamos viviendo un momento sin precedentes en la historia de la humanidad, "una revolución tecnológica en la que los datos, la supercomputación y la inteligencia artificial están cambiando nuestro entorno. Eso supone grandes desafíos para que el cambio ayude a vivir más y mejor, no peor".

La inteligencia artificial ha eclosionado precisamente por el incremento sin precedentes de las capacidades de la computación y el uso de datos, como atestigua la evolución en menos de 20 años de la saga de los MareNostrum. De hecho, uno de los retos es desentrañar las llamadas cajas negras de la inteligencia artificial, esto es, qué pasa con la toma de decisiones sin que se sepa cómo lo hacen. "Un peligro es que la manejen unas pocas empresas tecnológicas y sirva más al interés privado que al bien público. Por eso es fundamental regularizarlas. Como es fundamental tener supercomputadores públicos como el BSC frente a los de las grandes tecnológicas. Es diez veces más barato y permite respetar la privacidad de los datos y poner reglas".

"El abuso de los datos nos esclaviza"

"Los modelos de cambio climático usan ingentes cantidades de datos que son públicos y los resultados también lo son, y no hay problemas éticos", explica Valero. "Los problemas aparecen cuando entramos en la privacidad de las personas. Aun así, hay que diferenciar los que buscan mejorar la sociedad, como las investigaciones para crear un gemelo digital del cuerpo humano, frente a los que abusan de los datos, como las redes sociales".

En el caso de la medicina, Valero señala que los proyectos pasan evaluaciones científicas y comités éticos. "La inteligencia artificial y los supercomputadores han ayudado a la ciencia con hitos como predecir cómo se pliega una proteína a partir de su secuencia de aminoácidos. Con los resultados obtenidos por un equipo de Google, DeepFold ha permitido a más de 50.000 investigadores de todo el mundo empezar un nuevo tipo de investigaciones que producirán avances médicos a mucha más velocidad".

"Si esta colaboración de la supercomputación puede ser de Premio Nobel, no ocurre lo mismo con las redes sociales, que usan nuestros datos para sus negocios o para emitir bulos e influir en nuestras decisiones, sea comprar o votar. Nos han hecho sus esclavos sin guerra. Facebook es el peor veneno que ha creado la humanidad. Ahora aparecen softwares como ChatGPT que adquieren gratis información escrita o grabada y generan resultados que pueden dañar de forma irreversible a la humanidad. Las tecnologías digitales, incluyendo la inteligencia artificial, deben regularse y la sociedad debe participar en ese debate".

Universidades hacia el chip español

Junto a esta preocupación, Valero lamenta que ni el MareNostrum 5 ni ningún otro supercomputador europeo tiene procesadores y aceleradores diseñados en Europa. "No podemos permitirnos esa dependencia. Los futuros coches autónomos basarán su autonomía en chips de alta velocidad, que ni fabricamos ni diseñamos, mientras las empresas americanas y asiáticas cobran por sus microprocesadores 100 veces más de lo que cuesta desarrollarlos. Ahora, la UE ha lanzado la iniciativa Chip Act; y España, el PERTE Chip, del que formamos parte, para sacar adelante nuestra propia tecnología.

"La necesitamos para mejorar nuestra competitividad y poder crear aplicaciones acordes a los principios éticos, legales, socioeconómicos y culturales europeos. En ese camino es clave la universidad: sin universidades no hay chips, por eso hemos creado una asociación formada por 23 campus para coordinar las enseñanzas relacionadas con los chips". En el BSC ya hay aplicación práctica: uno de los gigantes mundiales, Intel, ha abierto allí un laboratorio para el diseño de estos cotizados elementos, en la estrategia de Valero de sentar las bases para que el MareNostrum 6, que prevé para finales de esta década, ayude a hacer realidad el desarrollo del chip español y europeo.

Un paso por delante para, a la manera de Ramón y Cajal, cultivar nuestro cerebro para evitar que los talentos se pierdan en la ignorancia. No es su caso, como se le reconocía en octubre en Zaragoza, donde recibió el Premio de la Fundación Sesé al Talento por su contribución al progreso científico, en un acto rodeado de su familia de Alfamén y sus amigos aragoneses.