Un sistema que evita las colisiones de cetáceos con buques, nuevas dianas contra enfermedades raras o sistemas de rodaje inmersivo en 3D. Son algunos de los proyectos del Arquimea Research Center de La Laguna. El centro trabaja en las áreas de cuántica, robótica, biotecnología e inteligencia artificial.
De 25 a 100 científicos en solo cuatro años. Ese ha sido el crecimiento que ha experimentado el centro de investigación privado que fundó Arquimea en el año 2020 en La Laguna, a muy pocos kilómetros de Santa Cruz de Tenerife. También en la raíz de esta compañía estaba el espíritu científico ya que fue fundada hace 18 años por el experto en robótica Diego Fernández a partir de su tesis doctoral. Desde entonces, su medio millar de trabajadores repartidos por Estados Unidos, España y el Sudeste Asiático ha creado un centenar de soluciones para múltiples aplicaciones. Podemos encontrar sus tecnologías en el sector aeroespacial -por ejemplo, en satélites y vehículos de la NASA, en proyectos de Airbus y Eurofighter- y también en otros campos como el sector salud -realizando análisis genéticos- o en el de la agricultura, donde trabajan para lograr unos cultivos más sostenibles. El Arquimea Research Center (ARC) en La Laguna emula el modelo de otros laboratorios con los que cuentan multinacionales tecnológicas como Bosch o 3M y está claramente enfocado a la ciencia aplicada.
Entre los proyectos en marcha en el departamento de biotecnología se encuentra uno para combatir el cáncer de páncreas
"No queríamos construir un centro de investigación tradicional, sino algo mucho más ágil. Tomamos como base la I+D más puntera, la mejoramos superando al menos diez veces el estado del arte y la llevamos al mercado lo más rápido posible", nos resume su director, Rubén Criado, durante una visita a sus instalaciones. Aquí todo se rige por la eficiencia y ese funcionamiento tan ágil emula al de una auténtica startup. Criado nos pone un ejemplo sencillo de su modus operandi: "Aquí, si necesitamos un microscopio electrónico para un proyecto, vamos a la Universidad de La Laguna, que cuenta con uno de ellos para este tipo de trabajos, y lo alquilamos. No nos pasamos tres años esperando a que nos concedan una ayuda para adquirir uno de ellos". El centro tiene en desarrollo una amplia variedad de proyectos tanto de inteligencia artificial como de tecnologías cuánticas, robótica y biotecnología. Sus investigadores no tienen demasiado interés en publicar artículos en revistas científicas, sino en acercar esos avances a la sociedad. Entre los proyectos en curso, encontramos desde un sistema de deep learning para acelerar la investigación de enfermedades como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) o el Alzheimer, hasta un sistema que evite las colisiones de los ferris con los cetáceos, un proyecto que pretende revolucionar los rodajes cinematográficos o un modelo ya en vigor de criptografía cuántica.
¿Qué estarán haciendo los demás?
"Aquí buscamos la interdisciplinariedad, fomentamos que todos estemos colaborando unos con otros, de ahí que no estemos organizados por áreas o departamentos estancos, sino por lo que llamamos orbitales", explica Rubén Criado a elEconomista.es. El director del centro añade que una vez cada dos semanas todos los investigadores abandonan su proyecto para conocer mejor cómo están desarrollándose todos los demás y así descubrir qué pueden aportar a cada uno de ellos.
El Arquimea Research Center no es una isla en sí misma y extiende esa colaboración científica a universidades y laboratorios, algunos de ellos adscritos al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Preguntamos a Rubén Criado cómo conviven esas diferentes velocidades: "Las estructuras burocráticas que hay en la universidad al final dejan poco tiempo al investigador. Es un sistema muy ineficiente, en el que un científico en realidad tiene que ser también un gestor económico, un gestor de equipos, ocuparse del back-office, de las facturas, etc. Lo conozco muy bien. No es una crítica a la gente de la universidad, sino a toda la estructura, que impide que el investigador se centre realmente en lo que puede generar impacto: dando clase e investigando". Para acoplar esos diferentes ritmos y dar un empujón a las investigaciones, desde ARC descargan a las universidades de ese trabajo burocrático. "Un equipo aquí se ocupa de gestionar las ayudas que hayan recibido y de ayudarles en ese trabajo burocrático, de repartir las tareas, de realizar las métricas, del llamado business intelligence, del desarrollo de negocios, de hablar con clientes para ver si tiene sentido lo que estamos investigando, etc."
Admite Criado que el modelo de financiación que tienen en el centro les permite ir mucho más rápido. Ese capital procede de la matriz Arquimea y de ayudas europeas, no nacionales. "En un modelo público, mientras solicitas los fondos para el proyecto, esperas a la convocatoria y la conceden pueden pasar tres o cuatro años. Esperar ese tiempo se traduce en perder una ventana de oportunidad en el mercado. Es la diferencia entre ser competitivo a nivel mundial o no serlo", explica.
La mitad de los investigadores del Arquimea Research Center procede de las Islas Canarias y también la mitad de ellos estaba desarrollando su carrera investigadora en el extranjero, por lo que este centro ha sido capaz de recuperar talento que se había visto obligado a emigrar. Tal es el caso de la malagueña Sara Vidal, que llevaba siete años en Suiza. "Me dieron carta blanca para abrir una línea de investigación nueva en biotecnología desde cero. Era un reto apasionante y podemos decir que en solo año y medio ya desarrollamos proyectos con muy buenos resultados", nos explica. Y narra cómo, nada más llegar a La Laguna, se marchó a la isla de La Palma a recoger muestras del volcán de Cumbre Vieja por su interés por las bacterias extremófilas. "Son aquellas que tienen moléculas que les hacen ser resistentes a condiciones muy extremas. Tienen mucho interés farmacológico para tratamientos antitumorales, para descubrir nuevos antibióticos, etc. También estamos explorando en ellas, por su perfil de biorremediador, sus poderes para degradar plástico, para recuperar terrenos tras incendios, etc.". Admite Vidal que en ese trabajo seleccionan las bacterias más resistentes -recogidas de Riotinto, de las Salinas de Fuencaliente, del Timanfaya…- y que también las castigan en una cámara de atmósfera marciana en la Universidad de Málaga, que emula todas las condiciones del planeta Rojo. "Ya están siendo usadas para un proyecto en el que intentamos que fertilicen un suelo que no es fértil y que también pueden degradar plástico e hidrocarburo, ayudar en la descontaminación de ríos. En paralelo a todo eso, seguimos explorando esas capacidades antimicrobiana y antitumoral", añade Vidal.
En el departamento u orbital de biotecnología también hablamos con María Azpiroz, responsable de tecnologías marinas, que lidera un proyecto dirigido a la regeneración de aguas costeras contaminadas a través del cultivo de algas. También trabaja en otro que quiere reducir los impactos de cetáceos y embarcaciones, en este caso los ferris rápidos entre las Islas Canarias con los cachalotes. "Estamos desarrollando un sistema integrado de distintas tecnologías en el que las carencias de unas soluciones se suplen con las ventajas de otras. Por un lado, una solución acústica pasiva submarina nos alerta de cuándo estamos cerca de estos animales. También la visión térmica, desde la superficie, avisa de dónde se encuentran, para a partir de ahí tomar las decisiones oportunas", explica.
Mientras hablamos con Azpiroz, vemos encendida una gran batidora haciendo una extraña mezcla. Le preguntamos de qué se trata: "Como el cemento es tan contaminante, estamos buscando otros productos que pudieran reemplazar a este material en aquellas situaciones en las que sea posible, por ejemplo, para la construcción de arrecifes artificiales, y que se degrade bien en ese medio". Y nos enseña uno de estos modelos, que incluye cavidades para pulpos, fabricado con una impresora 3D, con el que se quiere favorecer por un lado la creación de nuevos ecosistemas marinos y, por otro, frenar la erosión de la costa.
La realidad virtual es un campo de desarrollo futuro para la tecnología NeRF
Cambiamos de orbital, pero no tanto de temática. Orlando Ávila, jefe de inteligencia artificial en el ARC, se ha propuesto acelerar la investigación sobre nuevos fármacos para enfermedades neurodegenerativas como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) o el Alzheimer, toda una quimera... "Las farmacéuticas gastan centenares de millones de euros en desarrollar un único medicamento y tardan años e incluso décadas en conseguirlo. Uno de los principales problemas es identificar qué proteína queremos neutralizar para evitar un proceso patológico concreto. Descubrir esa proteína y la molécula que ayude a inhibir la proteína es un proceso arduo, como la búsqueda de una aguja en un pajar. Para acelerar ese proceso, buscamos un algoritmo que nos diga cómo podría ser esa interacción, predecir lo que sucedería en laboratorio", explica Ávila. Para ello, lo más curioso es que están utilizando no superordenadores sino workstations o unidades GPUs, con redes de grafos, una tecnología muy empleada en el desarrollo de videojuegos. "Tenemos que probar combinaciones en un número de 10 elevado a 60. Las búsquedas actuales de fármacos no nos permiten explorar todas esas moléculas, siempre nos centramos en un montoncito de ellas. Con estos algoritmos, vamos a poder realizar cientos de miles de experimentos en minutos, en lugar de unos cientos por días y, además, por una fracción mínima del coste. El resultado es una aceleración de esa etapa en la investigación. Después, lógicamente, hay que respetar los plazos de seguridad de los ensayos clínicos, pero la identificación primera de la molécula puede hacerse en menos tiempo".
No abandonamos el orbital de inteligencia artificial sin antes conocer mucho más de un proyecto muy distinto, vinculado esta vez a la industria cinematográfica. Se trata de la tecnología de captura volumétrica neural, más conocida en el sector del cine como NeRF. A partir de un vídeo corto de un dron por el Gran Cañón del Colorado, la inteligencia artificial puede generar más imágenes de ese entorno. "Es un cambio total de paradigma dentro de lo que es un modelo 3D, que se usa en cine, en videojuegos, en realidad virtual, etc.", explica Rubén Criado. "Esto se ha hecho siempre con polígonos, lo que implica realizar fotogametría y después invertir muchas horas (o directamente muchas horas de artista). Este nuevo sistema nos permite alcanzar ese deseado fotorrealismo que buscan las superproducciones de Hollywood, pero reduciendo muchísimo el coste. Imaginemos al encargado de buscar escenarios naturales para rodar una serie tipo Juego de tronos y que encuentra un castillo. Le bastaría hacer un vídeo con este sistema NeRF, enviarlo al director de fotografía y que éste vea cómo queda para rodar en el estudio". Así, en lugar de desplazar a todo el equipo hasta el castillo, es el castillo el que se trasladará al set de grabación. Netflix y otras plataformas están muy interesadas en este sistema, que reduciría muchísimo los costes.
En el departamento de fotónica trabajan en el diseño de una célula cuántica
Añaden los responsables de este proyecto que, aunque esta tecnología está pensada en principio para el mundo del cine y las series, podría permitir después a estudios de software independientes desarrollar videojuegos triple A con acabado fotorrealista. También admitirá nuevas posibilidades para crear contenidos para otras plataformas: "La realidad mixta y virtual serán realmente disruptivas cuando sean inmersivas. Esto tiene otro punto a favor, y es que estos archivos tampoco pesan tanto como cuando se desarrollaban con 3D, por lo que pueden moverse en un móvil o en un dispositivo de realidad virtual. Es un completo cambio de paradigma para el sector del entretenimiento", añade Criado.
En el área de cuántica, su máxima responsable, Cristina de Dios, nos habla de un nuevo instrumento patentado de tomografía para el cerebro que se propone ir más allá de las actuales resonancias. "Ya hemos realizado experimentos para detectar en qué parte exacta del cerebro se produce la intención de mover las manos haciendo pinzas con diferentes dedos. Es un proceso que exige mucho tiempo de análisis, pero estamos logrando avances", explica. Para ello, su orbital mantiene acuerdos de colaboración con una decena de universidades. También en su área encontramos un proyecto de giroscopio que permite la navegación inercial embarcable cuando no hay cobertura GPS.
Neurona cuántica
Otro de los campos más apasionantes en estos momentos es el de la cuántica. Aquí trabajan en la fabricación de una neurona cuántica, que sería el mínimo elemento o unidad básica de los futuros superordenadores de esta tecnología. En su caso, resulta curioso que han descubierto y ya están comercializando una solución de criptografía cuántica. "Se trata de un sistema de seguridad que es resistente a ataques de cualquier elemento de Internet de las Cosas -desde teléfonos móviles a una cafetera- cuando llegue la llamada supremacía cuántica. Es un tema hacia el que existe una preocupación e interés crecientes", asegura De Dios. Para el director del ARC, "dentro de la cuántica, encontramos muchas cosas, como este sistema de criptografía, como el internet cuántico o la famosa computación cuántica y ese proyecto de Google, que suele ser lo más mediático. No hay duda de que en unos años estos ordenadores cuánticos resolverán problemas que los ordenadores actuales no pueden resolver. Esto nos abre la vía a la carrera cuántica y ya vemos cómo China está invirtiendo mucho dinero en ellos. Cuando se consiga un ordenador cuántico general, que se va a conseguir quizá en 10 o 15 años, esa tecnología va a permitir descifrar un montón de criptografía. Hay muchas esperanzas también en cómo ayudará esta tecnología a descubrir fármacos, a encontrar fuentes de energía mucho más eficientes, etc."
La última parada antes de abandonar este centro de investigación canario la hacemos en el departamento de robótica. Miguel López, que viene de trabajar diez años en la firma británica Dyson, reconoce que todo el mundo suele hacerle las mismas preguntas: si los robots nos van a quitar el trabajo y si finalmente van a ser capaces de limpiar el baño. Responde que queda mucho para que ambas cosas ocurran y que están trabajando "para hacer más eficientes los robots humanoides, para que se muevan de una forma más natural, aprovechando la propia inercia de los movimientos, y para que sean capaces de ver como nosotros". Para esto último, han diseñado un complejo sistema de lentes -hasta 14 integradas en un mismo ojo- que, combinadas entre sí, pueden dar información al robot de si la copa que tiene delante es de plástico o cristal… "Trabajamos en el desarrollo de robots humanoides porque este mundo está diseñado para los humanos y así podremos interactuar entre todos mucho mejor", asegura.
"Aquí buscamos dos cosas", resume el director del centro. "Queremos reducir la energía necesaria en los rotores de los robots, porque si queremos conseguir algo útil, tenemos que ir a actuadores más eficientes. Estos robots tienen que comportarse como una persona, con movimientos más naturales. Hay mucha gente trabajando en humanoides, pero muy pocos han conseguido avanzar en esa naturalidad. DeepMind, de Google, nos ha dicho que en cuanto tengamos resuelto ese aspecto de los movimientos, que les avisemos", anuncia Rubén Criado.
Preguntamos al director del centro de investigación por los próximos cinco años y confía en que para entonces hayan podido lanzar un buen puñado de tecnologías y avances al mercado, algunas de ellas como spin-outs. "También nos gustaría hacernos un hueco en el sistema investigador de Estados Unidos, aprovechando la presencia de Arquimea en ese país, lo que nos facilitaría las cosas", añade. Al próximo desarrollo del centro dará también un buen impulso formar parte del programa Q-Circle, que pretende captar 30 millones de euros de fondos comunitarios y de otras administraciones. "En los últimos 50 años hemos tenido más cambios como consecuencia de los avances tecnológicos que en los 2000 años anteriores. Y todo apunta a que esta tendencia va a seguir así debido a la inteligencia artificial y a otras muchas herramientas", concluye Criado.