Un algoritmo capaz de descubrir leyes científicas

En el número del 3 de Abril de la revista Science, Hod Lipson, y su estudiante de doctorado Michael Schmidt, informan de un algoritmo desarrollado por ellos mismos que es capaz de entresacar leyes fundamentales de la naturaleza por mera observación de sistemas simples, como el movimiento de un péndulo.

Hod Lipson es un científico multidisciplinar, que trabaja en el punto de intersección de la ingeniería y la biología, analizando los robots y la forma en la que ellos se comportan y evolucionan. Las implicaciones de su investigación, que afectan potencialmente a muchas áreas, como la micro-manofacturación, hacen que por un motivo o por otro, aparezca de vez en cuando en los medios presentando alguno de sus últimos descubrimientos. Hace un par de años podíamos ver una charla suya en TED donde demostraba sus trabajos en robots conscientes de si mismos.

Su último descubrimiento está relacionado con sus trabajos en robótica, pero va más allá. Junto con su estudiante de doctorado, Michael Schmidt, han desarrollado un algoritmo capaz de extraer leyes fundamentales de la naturaleza a partir de la mera observación de sistemas simples. El algoritmo, sin ningún tipo de conocimiento de leyes de la física, geometría o cinemática, fue capaz de determinar que el balanceo, bote y la oscilación de un péndulo doble salen de procesos fundamentales específicos. Así pues, en unas pocas horas, el algoritmo fue capaz de descifrar las mismas leyes del movimiento y otras propiedades que les costaron a Isaac Newton y otros grandes científicos, varios siglos de estudio.

El algoritmo desarrollado por Lipson y Schmidt es una derivación del algoritmo que utilizaron en su momento para el desarrollo de un robot auto-reparable. La forma en la que el robot era capaz de repararse, era creando un modelo dinámico, una imagen de si mismo, y entonces utilizar ese modelo para hacer predicciones sobre si mismo.

 Un modelo dinámico es una representación matemática de la forma en la que los componentes de un sistema se influencian unos a otros a lo largo del tiempo. Así pues, Lipson y Schmidt se dieron cuenta que si un robot podía crear modelos dinámicos a partir de datos propios, sería razonable utilizar el modelo con los datos del mundo que le rodea.

Según palabras del propio Lipson, “lo que es fascinante es que de la misma forma que un robot puede crear un modelo dinámico de si mismo utilizando piezas de robot, ahora podemos crear modelos no a partir de motores y juntas, pero si utilizando objetos matemáticos, como las variables, símbolos, y funciones”.

En un futuro, Lipson y Schmidt aplicarán este algoritmo a los sistemas biológicos, que son realmente complicados de modelar, y con ello resulta casi imposible encontrar leyes fundamentales para los mismos.  Parece que se abre una nueva forma de hacer Ciencia.

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