Investigadores del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) de la Universidad de Zaragoza desarrollarán un proyecto de Inteligencia Artificial para la sostenibilidad, centrada en dos ámbitos con un peso importante en España, la automoción y la construcción. Será en el marco de la Cátedra ENIA, concedida a la Universidad de Zaragoza por el Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública, con la que se recibirán 1,6 millones de euros, de los que 1,2 millones son de aportación pública y 400.000 provienen de la parte empresarial.
Es una de las siete cátedras internacionales que se han concedido en esta convocatoria dentro del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia Europeo de la Unión Europea-Next Generation EU para financiar cátedras universitarias dedicadas a la investigación, divulgación, docencia e innovación sobre Inteligencia Artificial con el fin de desarrollar la aplicación de esta tecnología en diferentes áreas de conocimiento e impulsar el talento investigador. En total, el Ministerio ha concedido 22 cátedras, 15 de ellas de ámbito nacional.
La Cátedra ENIA de la Universidad de Zaragoza se desarrollará hasta diciembre de 2026. Estará coordinada por Elías Cueto Prendes, catedrático de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura e investigador del grupo AMB del I3A Unizar, junto a Iciar Alfaro y David González. En ella, participa tanto la Universidad de Zaragoza como la empresa multinacional ESI Group y l’ École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers (ENSAM) de París, una de las grandes escuelas de Ingeniería francesas.
Inteligencia Artificial Híbrida en automoción y construcción
A través de esta cátedra se va a investigar la aplicación de la Inteligencia Artificial (IA) a la sostenibilidad, articulada en torno a dos líneas con un peso relevante en la economía en España, la construcción y la automoción, siempre desde la base de la sostenibilidad, a través de la tecnología.
“Lo que vamos a desarrollar es lo que se conoce como Inteligencia Artificial híbrida, la unión de la IA con la inteligencia natural”, explica Elías Cueto. Para ello, incorporarán todos los principios científicos que ya conocen, no va a ser una investigación a partir de datos y de computación sino de utilizar el conocimiento que ya existe acerca del mundo físico, “no buscamos sustituir el componente humano sino complementarlo y ampliarlo, creando una inteligencia aumentada”, aclara el coordinador de la Cátedra ENIA.
Las técnicas que desarrollen asegurarán la sostenibilidad, al necesitar menos datos y menos horas de computación, y la fiabilidad de sus predicciones, al cumplir con las leyes físicas conocidas. “La ventaja es que vamos a reducir el impacto que la IA tiene en el medioambiente cuando hay que recurrir a grandes centros de datos con un alto consumo energético. Aumentamos la seguridad de las predicciones que hace la IA, no estamos ante una caja negra cuyo comportamiento no conocemos, sino que hay unas leyes físicas conocidas, con lo que disminuye la probabilidad de predicciones que no sean reales”, apunta Elías Cueto.
El choque de un coche y un caso del Siglo XVII sin resolver
La trayectoria del grupo de investigación AMB del I3A Unizar al que pertenecen los tres investigadores en técnicas de simulación computacional, realidad virtual y aumentada e Inteligencia Artificial informada por la física ha sido determinante para lanzar su propuesta.
La empresa ESI Group con la que trabajan en diferentes líneas científicas, fue la primera que desarrolló un software capaz de realizar una simulación virtual en 1985 del choque de un coche (crash test), lo resolvieron con un ordenador, y son los primeros que han permitido fabricar un vehículo sin ningún prototipo físico, todo el desarrollo fue virtual. “Volvemos a hablar de sostenibilidad, de minimización de residuos”, remarca Elías Cueto. Trabajan también en Smart Cities y grandes infraestructuras, otro de los sectores que contempla la Cátedra ENIA, la aplicación de la Inteligencia Artificial al control, mantenimiento y diseño de grandes infraestructuras y con la inteligencia artificial predictiva.
Una de las tesis propuestas es un problema que lleva abierto desde el Siglo XVII. En aquellos años, Robert Hooke encontró la forma perfecta de un arco y logró explicar por qué resistían los arcos de medio punto. Los constructores, sin formación científica, sabían que necesitaban unos sillares lo suficientemente gruesos para que los arcos fueran estables y así se transmitía de manera oral el tamaño del arco, las proporciones de los sillares para que no se cayera, era lo que les dictaba la experiencia. Pero, en el Siglo XVII, Hooke encontró la forma perfecta, el arco funicular, un arco más apuntado que el de medio punto, aunque nunca se ha podido extrapolar este concepto a la forma de una cúpula, solo hay soluciones aproximadas. “Uno de nuestros trabajos será llevar la IA a la resolución de este problema y ver cómo diseñar estructuras laminares, entre otras, que tengan un consumo de materiales óptimo, en resistencia y sostenibilidad”, comenta Elías Cueto.
Esto tiene su influencia en el diseño de estructuras con criterios de sostenibilidad, de resistencia, cómo emplear una cantidad mínima de material sin desperdiciar nada. “Hay que tener en cuenta que en las estructuras de hormigón el consumo energético y de material es enorme. No se puede seguir utilizando el hormigón en las cantidades en las que se hace, entre el 50 y el 75% del peso del hormigón que se pone en una estructura no está ayudando a soportar cargas, sino simplemente pesando sobre el resto de la estructura”, subraya el coordinador de la Cátedra ENIA. El objetivo de este trabajo es mejorar su uso, para evitar pesos sobre la parte que sí trabaja.
El equipo de investigación define su proyecto como una propuesta “innovadora, atrevida, con la incorporación de la Física a la IA, no solo datos”. También destacan su aportación a la vertebración del territorio, “va a tener un papel importante porque hemos planteado actividades en Benasque, Jaca o Teruel con diferentes acciones de formación y puntos de encuentro científicos”.
Con el proyecto de la Cátedra ENIA se incorporarán seis estudiantes de doctorado y dos post-doc. “Nos va a permitir avanzar en líneas de investigación en marcha, recibir este importe económico abre el campo para trabajar, de otra forma hubiéramos tardado muchos años en llegar a esos objetivos”, señala Elías Cueto.
Las líneas de investigación del profesor Cueto, en el Grupo de Mecánica Aplicada y Bioingeniería (AMB) del I3A Unizar han girado tradicionalmente alrededor del desarrollo de técnicas de simulación computacional para fenómenos físicos complejos, y ha desarrollado, junto al resto de su equipo, métodos pioneros para la simulación en campos como la realidad virtual y aumentada. Más recientemente, han orientado sus líneas de investigación hacia el desarrollo de técnicas de Inteligencia Artificial informada por la Física, donde su grupo ha destacado en el desarrollo de la primera IA que es capaz de realizar predicciones que aseguran el cumplimiento de los principios de la Termodinámica.
Más información sobre las Cátedras ENIA
- Proyecto OTRI 2024/2005: “Cátedra ENIA en Inteligencia Artificial y Sostenibilidad: diseño, rendimiento en operación y mantenimiento predictivo” Cátedras ENIA 2022.
- El contrato es parte del proyecto TSI-100930-2023-1, financiado por Secretaría de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial y por la Unión Europea-NextGenerationEU/PRTR.
- “Convocatoria condicionada a la publicación de la concesión definitiva del proyecto por parte de la Secretaría de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial del Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública y a las fechas de ejecución y condiciones que en ella aparezcan”.
Fotografías:
Iciar Alfaro, Elías Cueto, Jesús Arauzo y David González
Elías Cueto, Gloria Cuenca (vicerrectora de Transferencia e Innovación Tecnológica) y Jesús Arauzo (director del I3A)
