Sobre gemelos digitales, complejidad y hype
Crédito: ELEM, the virtual humans factory

Sobre gemelos digitales, complejidad y hype

Se está empezando a hablar de los gemelos digitales .... aplicados al ser humano. Los gemelos digitales se usan en la industria a día de hoy. Es un concepto muy interesante en aspectos como las simulaciones o el mantenimiento predictivo y enlaza con temas tan actuales como la Industria 4.0 o el IoT.

Las máquinas industriales son una cosa. El cuerpo humano es otra. Hablo de complejidad. Una palabra que causa rechazo y urticaria nada más leerla. Y el mero hecho de usarla ya parece que implica negativismo (otra asociación de ideas muy asociada a la posverdad).

No voy a ser yo el que boicotee el buenismo tecnológico. En absoluto. Pero creo que es necesario adecuar la comunicación de los avances tecnológicos a una cronología realista. Ya sucedió con la computación cuántica. En su momento, parecía que íbamos a tener ordenadores "quantum inside" en cuestión de nada para resolver sabe Dios qué tareas. Hoy en día, se habla de un modo más realista, tras años de falsas expectativas.

La "ligereza de lo digital" es un fenómeno recurrente

También está sucediendo con el tema de Marte y la terraformación del Planeta Rojo o los viajes en plan puente aéreo a ese planeta. No digo que no se pueda hacer algún día. Pero no mañana. Volvemos al hype. Como sucede con la transición a las renovables, un tema más urgente y que también se trata con ligereza, como cuando estás en un entrno de realidad virtual "cogiendo" una piedra o un vaso: no pesan. Mola, pero es mentira. La "ligereza de lo digital" es un fenómeno recurrente.

Tanto la computación cuántica como los genemos digitales humanos son campos de investigación necesarios, con un inmenso potencial. Pero, para su comunicación creo que es un error despojarlos del peso de la complejidad inherente a su desarrollo.

Un caso práctico: ELEM

ELEM está, como decíamos, trabajando en la medicina computacional. Es un campo apasionante. Una de las aplicaciones de la supercomputación más interesantes que podemos encontrar y que ya es real en campos como el diagnóstico a través de la imagen.

Pero, cuando se usan estos vídeos como promoción, se puede incurrir en un exceso de "venirse arriba". Por ejemplo:

Crédito: ELEM

Es sumamente inspirador. Genial. La idea es hermosa y bonita. Hasta parece que ya está todo listo para que sea realidad. Mola un montón. Genera un sentimiento dopamínico incluso. Genera Hype o expectación.

Lo simple se lee mejor que los complejo. Pero, a la larga es más fácil convivir con lo complejo porque lo simple genera dificultades en su aplicación real.

El tema(zo) es que, entre este vídeo y la realidad, hay años e incluso décadas de trabajo. ELEM no lo oculta, por supuesto. Cuenta con recursos suficientes como par contextualizar sus progresos, pero a veces los medios transmitimos una imagen idealizada y "sin peso" de lo que contamos. Es más fácil de digerir. Y es más dopamínico. Lo simple se lee mejor que los complejo. Pero, a la larga es más fácil convivir con lo complejo porque lo simple genera dificultades en su aplicación real.

En primer lugar, la simulación de latido cardiaco más avanzada con la que cuentan parte de un modelo de corazón obtenido de una librería de modelos genéricos: Zygote. Los trabajos realizados con el corazón se explican detalladamente en este paper disponible para su consulta.

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Crédito: ELEM

Hay un buen número de papers adicionales aquí. Si tienes problemas para acceder a algunos, puedes usar (eso dicen) Sci-hub, como en este ejemplo que enlazo aquí. Usa Tor Browser para evitar que no se cargue la página. En estos papers se encuentra la realidad de este proyecto de investigación.

Una realidad elegante, prometedora, brillante, emocionante y que causa admiración. Pero no expectación. Generar expectación es una forma encubierta del clickbait. Menos evidente y hasta defendible y justificable. Sobre todo porque no hacerlo se ha convertido en sinónimo de negatividad, de boicoteador incluso. De dar mal rollo. Parece que si no tratas de hacer que estos avances lleguen mañana mismo usando un discurso optimista incluso por encima de la realidad, estás siendo "el malo de la película". Y no es así.

Un artículo poco optimista puede, eso sí, alejar a los fondos de inversión de un proyecto. Pero eso es otro tema.

Volviendo al caso de ELEM, es fácil dotar de peso a sus investigaciones sin más que acudir a sus documentos técnicos. Hay muchos, rigurosos, detallados e incomprensibles en muchos casos. Pero siempre se pueden encontrar referencias que ayudan a poner las cosas en su sitio. A mi, personalmente, me gusta más este sitio que el otro. Por ejemplo, en este paper encontramos estas advertencias:

"Developing a fluid-electro-mechanical model of the heart requires solving new problems associated with the complexity of the organ and boundary conditions towards creating more realistic simulations." ...

"The main objective of this work is to reproduce the multi-physics nature of the heartbeat, which has been accomplished, leaving for future work the validation and verification against experimental or clinical data."

"This work is not yet intended to be a validation of our model. Verification, validation, and uncertainty quantification (VVUQ) of such complex models is a challenging task by itself. In this work, we intend to present a fluid-electro-mechanical model for the human heart, leaving aside VVUQ and clinical relevance of the results for a future work. Despite this, we cannot avoid to remark the fact that the obtained results do go a step further towards reproducing clinical measurements and observations. Again, through this statement, we do not mean that such light comparison implies, in any way, a validation for our model."

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Crédito: ELEM

Y en este otro se habla de aplicaciones más realistas que las que se pueden inferir a partir del vídeo de presentación con el que iniciaba el artículo.:

"The hypotheses proposed to solve the heart allow us to move forward incomputational heart modeling. Despite the results presented in this thesis resemble to experimental measurements, there is still a long way to obtain a fully validated heart model. We never have to forget that, in numerical experimentation, we are studying the behavior of a model of the human heart. Under this assumption, the model can be extensively applied to clinical problems. The extreme detail in the ionic currents of the O’hara-Rudy model opens the door for pharmaceutical industry. With this model,ejection fraction (EF) can be computed in a diseased heart and after treating with membrane permeability modifying drugs. The robust FSI algorithm proposed can be used to test virtually all the structural pathologies of the heart, among them myocardial infarction, hypertrophic cardiomyopathy, patent ductus arteriosus, atrial septal defect or acute/chronic heart failure, to name a few. Biomedical technology industry can also find this modelvery useful. Virtually, all the biomedical devices can be tested in this heart dummy during the design process, in order to reduce the stratospheric research and development costs of biomedical devices industry and animal experiments."


Manu Arenas

Freelance Journalist and photographer, Independent Writing and Editing Professional and specialiist

4 años

Son clones digitales de sistemas físicos. Por ejemplo, un motor de un avión. Permiten simular digitalmente condiciones de funcionamiento y detectar posibles problemas o posibles mejoras en el motor en este caso. Trasladar ese concepto a un sujeto vivo y al ser humano es tentador. La idea es construir una replica digital de órganos como el corazón y simular el efecto de, por ejemplo, fármacos, o el efecto del envejecimiento. Son réplicas personalizadas. Es tentador pero es muy complejo que pueds salir adelante con la tecnología actual.

Maria Arce

DESARROLLO IA jr./ UX/UI/ , HTML5, CSS3, PYTHON JR, SKLEARN, KERAS, TENSORFLOW, PYTORCH,PANDAS, NUMPY, OPENCV, R,ORACLE y Procesos de AUTOMATIZACION

4 años

los gemelos digitales, son robots virtuales?

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