En  Think 2018, su conferencia anual, IBM presentó una nueva edición de su clásico "5 en 5", que hace desde 2012.

Son cinco predicciones para los próximos cinco años, que en esta ocasión tienen su foco en inteligencia artificial, computación cuántica, blockchain y ciberseguridad.

Stella Loiacono, CTO de IBM Argentina, adelantó detalles de las 5 predicciones que hace la compañía para el próximo lustro y publicó La Nación.

Robots microscópicos con IA para monitorear océanos

"Para 2025, más de la mitad de la población mundial vivirá en áreas con estrés hídrico, es decir, con un fuerte deterioro de los recursos de agua en cantidad y calidad.

Hasta el momento, los científicos luchan incluso para lograr recopilar y analizar los datos fundamentales en tiempo real de las condiciones de nuestros océanos, lagos y ríos", explica Loiacono.

IBM adelanta que, en cinco años, pequeños robots microscópicos con inteligencia artificial , conectados en red a la nube y desplegados en todo el mundo, serán capaces de monitorear continuamente el agua de los océanos.

Esto permitiría, entre otras cosas, estudiar el comportamiento del plancton en tiempo real, sin necesidad de recolectar muestras y llevarlas a laboratorio.

"El plancton es considerado un sensor natural y biológico de la salud acuática porque su comportamiento se altera incluso con pequeños cambios en la calidad del agua", agrega la directora de tecnología.

Actualmente, en los océanos se usan sensores ópticos como el Oxygen (dispositivo electrónico que mide la proporción de oxígeno) y el espectrofotómetro (para medir la intensidad de luz absorbida y la presencia de productos químicos).

Tienen una vida útil de 2 años y el principal problema es la bioincrustación, es decir, la acumulación de microorganismos y algas en el sensor y puertos de entrada.

"Los investigadores de IBM están construyendo robots microscópicos pequeños y autónomos que pueden colocarse en cuerpos de agua para monitorear el plancton in situ, identificar diferentes especies y rastrear su movimiento en 3D. Los descubrimientos se pueden usar para comprender mejor su respuesta ante cambios en el entorno, desde temperatura a derrames de petróleo. Incluso, podrían emplearse para predecir amenazas como la marea roja", expresa Loiacono.

Estos robots microscópicos no tienen lente y están basados en un chip generador de imágenes (como el de los teléfonos celulares) para capturar la sombra del plancton mientras flota en el agua y generar una muestra digital de su salud.

La predicción de IBM dice que, en el futuro, el sensor podría estar equipado con inteligencia artificial para analizar e interpretar los datos localmente e informar cualquier anomalía en tiempo real.

¿Inteligencia artificial con menos sesgos?

En cinco años, aumentará el número de algoritmos y sistemas de inteligencia artificial sesgados.

Los sistemas estarían más preparados y actuarían en consecuencia para encontrar nuevas soluciones que ayuden a controlar los sesgos en IA (prejuicios escondidos en los datos que podrían terminar en resultados injustos).

"Los sistemas de IA son tan buenos como los datos con los que se han entrenado. Los datos incorrectos pueden contener sesgos raciales, de género o ideológicos implícitos. IBM cree que el sesgo puede ser contenido y minimizado, y que los sistemas de IA que puedan lograr esos efectos serán los más exitosos", manifiesta Loiacono.

Desde el MIT-IBM Watson AI LAB están trabajando actualmente en modelado de inteligencia artificial y computación cognitiva.

Por ejemplo, se estudian los enfoques contractuales a la ética, para describir los principios que las personas utilizan para tomar decisiones y determinar cómo los aplican sus mentes .

"El principio crucial, tanto para humanos como para los sistemas, es evitar el sesgo y, por lo tanto, no discriminar. El sesgo en el sistema de IA se produce principalmente en los datos o en el modelo algorítmico. A medida que trabajamos para desarrollar sistemas de inteligencia artificial en los que podamos confiar es fundamental crearlos y entrenarlos con datos imparciales. Al mismo tiempo es clave que los algoritmos puedan explicarse. IBM cree que las empresas deben ser capaces de explicar como sus algoritmos llegaron a determinada recomendacion; si no pueden hacerlo, sus sistemas no deberían estar en el mercado", dice la directora de tecnología.

Con este objetivo en mente, los investigadores de IBM desarrollaron una metodología para reducir el sesgo que puede estar presente en el conjunto de datos de entrenamiento; así, cualquier algoritmo que los utilice para "aprender" perpetuará la menor inequidad posible.

IBM propone un sistema de clasificación de prejuicios que pueda determinar el nivel de equidad: el sistema podría ser imparcial y capaz de compensar el sesgo de los datos (escenario ideal).

Si funciona, podría simplemente seguir los sesgos de su entrenamiento (se puede resolver mediante técnicas de despersonalización de datos) o incluso podría introducir un sesgo si los datos son justos o no (peor escenario).

El usuario final del sistema de IA podrá determinar el nivel de confiabilidad en función del nivel de prejuicio.

0, 1, 2: la computación cuántica es el futuro

En cinco años, los efectos de la computación cuántica llegarán más allá del laboratorio de investigación.

La computación cuántica ya no será exclusiva de la comunidad científica, sino que se la usará ampliamente por nuevas categorías de profesionales y desarrolladores que buscan este método emergente para resolver problemas que alguna vez se consideraron insolubles.

La computación clásica está basada en el sistema binario (0,1) y usa bits.

La computación cuántica usa qubits (0,1,2, es decir, tiene más posibilidades; más estados, no son sólo dos) y esto significa que, básicamente, la capacidad de cálculo de las máquinas alcanzaría soluciones impensadas.

"Los investigadores de IBM ya están logrando hitos de la química cuántica, por ejemplo, emplearon una computadora cuántica para simular con éxito la unión atómica en hidruro de berilio (BeH2), la molécula más compleja jamás simulada por una computadora cuántica. En el futuro, continuarán abordando problemas con una complejidad cada vez mayor, alcanzarán y superarán eventualmente lo que podemos hacer solo con las máquinas clásicas", afirma Loiacono.

Las predicciones de IBM señalan que, dentro de cinco años, la industria habrá descubierto las primeras aplicaciones donde una computadora cuántica (utilizada junto con una computadora clásica) ofrecerá un beneficio para resolver problemas específicos. "En el futuro, las computadoras cuánticas ya no serán vistas como misteriosas.

El público abrazará esta nueva era. Nuestra comprensión colectiva seguirá creciendo y afectando a todas las industrias y a todas las instituciones educativas.

Las conversaciones sobre la computación cuántica serán normales. Todos sabrán qué es un qubit o estarán familiarizados con la idea", expresa la CTO.

La computación cuántica será omnipresente en las aulas universitarias. "Todas las universidades tendrán al menos un programa y enseñarán a sus alumnos a través de experimentos reales y prácticos, que se ejecutarán en computadoras cuánticas en funcionamiento a las que se accederá a través de la nube. Ningún estudiante se graduará sin haber estado expuesto a aprender sobre computación cuántica. El concepto de "aprender a codear" tendrá su versión cuántica en la currícula de ciencias de la computación. Los algoritmos cuánticos se enseñarán junto a los clásicos en teoría de la información", señala.

Cripto-anclas y blockchain contra falsificadores

"El fraude le cuesta a la economía mundial más de u$s600 mil millones al año. Y en algunos países, casi el 70% de algunos medicamentos que salvan vidas son falsificados. Las cadenas de suministro complejas -compuestas por docenas de proveedores en varios países- facilitan que "los malos" manipulen todo y que "los buenos" tengan más dificultades para prevenir falsificaciones", explica Loiacono.

¿Qué son las cripto-anclas? Son huellas digitales, a prueba de manipulaciones, que los investigadores de IBM están desarrollando para integrar en productos o parte de productos. "En los próximos cinco años, los anclajes criptográficos utilizados con la tecnología blockchain garantizarán la autenticidad de un producto, desde su origen hasta las manos del cliente", señala la CTO y brinda un ejemplo para comprender mejor su predicción.

Una prueba de sangre plástica para la malaria ("del tipo que es falsificada por millones y que se transmite como genuina en toda África") podría estar grabada con un código óptico inalterable.

Incluso las píldoras contra la malaria podrían recubrirse con tinta magnética comestible. Entonces, un médico o paciente, con un simple escaneo de un smartphone, podría verificar que su medicamento sea seguro y genuino.

"Otro tipo de anclaje criptográfico emplea un sensor móvil o un teléfono con dispositivo óptico especial combinado con inteligencia artificial para aprender e identificar estructuras ópticas y características de todo en muy pocos segundos", dice Loiacono.

Esta cripto-ancla puede emplearse para garantizar la autenticidad de contenido líquido (una botella de vino, por ejemplo) o un metal muy caro. También serviría para identificar la presencia de ADN en minutos.

"Algunos de estos anclajes criptográficos harán más que autenticar bienes físicos", indica.

Por ejemplo, la computadora más pequeña del mundo es una plataforma de computación y arquitectura de dispositivo diseñada por IBM que es más pequeña que un grano de sal. Costará menos de diez centavos de dólar fabricarla y puede monitorear, analizar, comunicar e incluso actuar sobre los datos.

Encapsula varios cientos de miles de transistores en una huella apenas visible para el ojo humano y puede ayudar a verificar que un producto se haya manejado correctamente durante todo el proceso.

Estas soluciones serían una herramienta clave para contar con nuevas soluciones respecto de seguridad alimentaria, autentificación de componentes fabricados y productos genéticamente modificados, identificación de objetos falsificados y procedencia de productos de lujo.

Los primeros modelos podrían estar disponibles en los próximos 18 meses.

Limitar los ciberataques

"La escala y la sofisticación de los ciberataques aumentan cada año, al igual que lo que está en juego. En cinco años, los nuevos métodos de ataque harán que las medidas de seguridad actuales sean completamente inadecuadas", dice Loiacono.

Entonces, en el futuro, una computadora cuántica universal con millones de qubits podría calcular rápidamente las probabilidades y descifrar incluso la encriptación más sólida.

"Los investigadores de IBM están desarrollando un nuevo método de seguridad diseñado para resolver esto. Se basa en una arquitectura subyacente conocida como "lattice cryptography", es decir, criptografía de grilla de puntos que oculta datos dentro de estructuras algebraicas complejas.

En matemática representan problemas muy difíciles de resolver como, por ejemplo, el "Problema del Vector más Corto": encontrar el punto de la grilla más cercano al origen. Como no se puede resolver, los criptógrafos pueden usar la misma lógica para proteger información, incluso cuando las computadoras cuánticas sean lo suficientemente potentes como para descifrar las técnicas actuales", explica la CTO de IBM Argentina.

La criptografía en grilla de puntos también es la base de otra tecnología de encriptación llamada cifrado homomórfico -Fully Homomorphic Encryption (FHE).

En la actualidad, los archivos se cifran cuando están en tránsito y guardados, no cuando están en uso.

Este proceso les da a los atacantes la oportunidad para ver o robar archivos que aun no están cifrados.

"Las tecnologías como FHE eliminan esta vulnerabilidad al permitir la realización de cálculos sobre los datos sin desencriptar el archivo, es decir sin acceder nunca a los datos reales. Hasta hace poco, FHE era lento y caro para ser empleado a escala, pero nuevas técnicas de aceleración de hardware y algoritmos redujeron el tiempo y costo de uso. Ahora se pueden hacer en horas o incluso minutos los cálculos que tomarían años", dice.