Ingeniería de datos inspirada en el cerebro

26 Noviembre 2014

¿Qué pasaría si los sistemas TIC de próxima generación pudieran fundamentarse en la estructura del cerebro y sus procesos cognitivos y de adaptación? Nace un innovador paradigma sobre arquitecturas TIC inteligentes inspiradas en el cerebro.

Con la llegada de los datos a gran escala (Big Data) y la necesidad resultante de aumentar la capacidad de computación y de red para gestionar la enorme cantidad de información disponible, ha surgido una nueva generación de sistemas TIC inspirados en los principios de funcionamiento del cerebro. Con un enfoque multidisciplinar, se están abordando soluciones novedosas para un mejor procesamiento de la información a nivel de red y de hardware computacional, empleando conocimientos de la neurociencia y aplicándolos a la arquitectura de redes y ordenadores. Partiendo de la premisa de que el cerebro es un modelo ideal para el procesamiento de la información, en los últimos años hemos sido testigos de múltiples ejemplos de sistemas bio-inspirados, que han facilitado el progreso en diferentes áreas de las TIC. Algunos ejemplos son las redes neuronales para sistemas de aprendizaje o los algoritmos de hormiga para el descubrimiento de caminos óptimos en redes de comunicación.

Los neurocientíficos están haciendo descubrimientos que cambian las reglas del juego en cuanto a su entendimiento de los modelos funcionales a escala real del cerebro, sin embargo, no se posee aún una visión completa del funcionamiento cerebral, y mucho menos al nivel de la cognición superior – cómo percibimos, cómo recordamos, cómo actuamos -. Los avances recientes en las técnicas de adquisición de datos sobre la organización anatomo-funcional del cerebro (tanto en humanos como en animales) han permitido a la comunidad científica comenzar a analizar y comprender la estructura y los procesos cognitivos y de transmisión de información utilizados por el cerebro. Esto ofrece una oportunidad única para empezar a diseñar sistemas TIC inspirados en las estructuras cerebrales, así como en los procesos cognitivos y adaptativos del mismo. Recientemente algunas de las principales multinacionales del sector de las TIC como IBM, Qualcomm o Intel han lanzado proyectos pioneros en el diseño de sistemas TIC “brain-inspired”, lo que indica la importancia de esta línea de investigación en el sector.

En este contexto, IMDEA Networks lanza un proyecto de investigación pionero sobre ingeniería de datos inspirada en el cerebro (BRADE-CM – BRAin inspired Data Engineering). El instituto de investigación madrileño forma parte de un equipo interdisciplinar con un enfoque científico multinivel que abarca la neurociencia, el desarrollo de instrumentación de imagen, el diseño de sistemas TIC de procesado de la información y el modelado de redes y sistemas complejos. BRADE tiene el ambicioso objetivo de contribuir a una nueva generación de sistemas de procesamiento computacional y de información para conjuntos de datos a gran escala, que se inspira en cómo el cerebro procesa la información, aprende, toma decisiones y maneja grandes cantidades de datos.

El equipo BRADE

Los grupos de investigación que trabajan en este proyecto son el Grupo BDA de IMDEA Networks Institute, el Grupo  NETCOM de la Universidad Carlos III de Madrid, el Grupo NEUROCOM de la Universidad Complutense de Madrid y el Grupo BiiG  de la Fundación para la investigación Biomédica del Hospital Gregorio Marañón. Además, el proyecto cuenta con el soporte y colaboración de empresas y centros universitarios nacionales e internacionales de gran relevancia en el ámbito de las TIC: AlcatelLucent BellLabs, IBM, ZED Worldwide y Medianet, Telefonica I+D, Orange Labs, el Computer Lab de la Universidad de Cambridge y 4DNature. Adicionalmente, el proyecto cuenta con la colaboración del Centro de Investigación Biomédica en Red en Salud Mental (CIBERSAM), el cual aglutina a algunos de los grupos de investigación españoles más prestigiosos en el ámbito de la neurociencia.

BRADE está financiado por la Consejería de Educación, Juventud y Deporte (Comunidad de Madrid), a través del Programa de Actividades de I+D entre grupos de investigación en Tecnologías 2013, cofinanciado con Fondos Estructurales de la Unión Europea. Comenzó el pasado octubre del 2014 y concluirá en septiembre de 2018.

Joerg Widmer, Gerente de Estrategia de Investigación de IMDEA Networks Institute, a la derecha de Ignacio González (centro), recoge el premio de financiación de los programas de investigación tecnológica BRADE-CM y Cloud4BigData, aprobados por la Comunidad de Madrid para 2014-2018.