Lunes, 07 Agosto 2017 12:31

Tres proyectos vanguardistas del INAOE a la convocatoria Fronteras de la Ciencia

Tres proyectos vanguardistas del INAOE a la convocatoria Fronteras de la Ciencia Foto: INAOE.

Tres proyectos de investigación científica innovadores del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), que van desde los censos panorámicos del cielo hasta los materiales nanoestructurados pasando por la clasificación computacional de documentos, fueron aprobados en la convocatoria Fronteras de la Ciencia del Conacyt.

Se trata de los proyectos “Censos panorámicos profundos del cielo a 1.1/1.4/2.1 milímetros con la nueva cámara polarimétrica TolTEC”, “Investigación de una plataforma de integración fotónica en silicio: materiales nanoestructurados, elementos activos y pasivos y circuitos CMOS” y “Fuerza de atracción textual: hacia un nuevo paradigma de clasificación de documentos”.

Los dos primeros obtuvieron recursos por más de tres millones de pesos, y el tercero por más de un millón de pesos. Estos proyectos deberán desarrollarse en dos años. La convocatoria Fronteras de la Ciencia fue muy competida y, como señala la Dra. Itziar Aretxaga, investigadora del INAOE, el hecho de tener un proyecto aprobado en el marco de la misma es un honor. “Yo he visto la lista de propuestas no aprobadas y sé que hay muy buenas propuestas, lo que significa simplemente la carencia de fondos que hay en el país y la necesidad que tenemos de que realmente lleguen más recursos a la ciencia”.


Censos panorámicos públicos del cielo: un proyecto de grupo

el proyecto “Censos panorámicos profundos del cielo a 1.1/1.4/2.1 milímetros con la nueva cámara polarimétrica TolTEC” es liderado por la Dra. Itziar Aretxaga, quien explica que TolTEC es la cámara de imagen panorámica con capacidad polarimétrica de segunda generación  que será instalada en el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM). Se trata de una colaboración entre siete instituciones de Estados Unidos, México y Gran Bretaña cuyo investigador principal es el Dr. Grant Wilson, de la Universidad de Massachusetts, y cuyo directora científica es la Dra. Aretxaga. TolTEC es un proyecto a largo plazo. Los recursos obtenidos en la citada convocatoria permitirán preparar la ciencia que se realizará con esta cámara una vez que esté concluida e instalada en el GTM.

En este proyecto participan 25 investigadores, además de estudiantes, de tres instituciones mexicanas: el INAOE y el Instituto de Astronomía y el Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM. Es un grupo abierto porque lo que se busca es tener un gran impacto en la comunidad científica mexicana.

El proyecto consiste en ejecutar cuatro censos panorámicos públicos, dos galácticos y dos extragalácticos. Para lograr este objetivo, comenta la Dra. Itziar Aretxaga, un equipo científico ya está trabajando en el diseño de los censos y en la mejor estrategia para explotarlos científicamente. “El objetivo de este proyecto del Conacyt es articular toda la capacidad del equipo científico en México para poder hacer la explotación de estos datos que van a ser públicos, todo el mundo va a tener el acceso a ellos. Este proyecto nos va a permitir realizar las simulaciones y los datoductos de preparación y explotación de los censos por hacer con TolTEC, necesarios para estar preparados desde el día uno de toma de datos, y también para realizar pequeños proyectos piloto con cámaras de menor capacidad como AzTEC”.

Interrogada sobre lo que es un censo en astronomía, la investigadora comenta: “Por censo me refiero a hacer una lista de todas las galaxias en una región del cielo que, por ejemplo, son polvorientas y tienen emisión en estas frecuencias porque tienen grandes tasas de formación estelar, o para los censos galácticos cuál es la lista de los núcleos de formación estelar dentro de las nubes moleculares, ese es otro de los objetivos que tenemos en estos censos públicos”.


Electrónica, fotónica y materiales nanoestructurados: un laboratorio completo en un fragmento de silicio

La miniaturización en la Electrónica está llegando a sus límites físicos. Empero, la combinación de la Electrónica con la Óptica para desarrollar circuitos electrofotónicos permite superar dichos límites y llevar la tecnología a terrenos dignos de la ciencia ficción, como tener un laboratorio completo en un pequeño fragmento de silicio.

De eso trata el proyecto “Investigación de una plataforma de integración fotónica en silicio: materiales nanoestructurados, elementos activos y pasivos y circuitos CMOS”.

El Dr. Mariano Aceves, líder del proyecto, comenta: “Hemos hecho ya algunos circuitos electrofotónicos, que podrían también llamarse optoelectrónicos, pero esto está más relacionado con la parte cuántica de los dispositivos. Lo que queremos hacer es unir circuitos electrónicos con circuitos fotónicos en un mismo chip de silicio. Es el principio para que algún día tengamos laboratorios completos en un pedacito de silicio. En el futuro podremos tener un chip de silicio en el cual pondrás una gotita de sangre para que te digan si tienes algún virus, una posible contaminación, o para descubrir si en la carne hay bacterias o si su estado es el adecuado”.

A su vez, el Dr. Alfredo González Fernández, quien también participa en el proyecto, dice que este proyecto es de frontera a nivel mundial, “se está trabajando en esto en muchos países pero estamos a la vanguardia”.

El Dr. González agrega que el proyecto consiste en desarrollar una plataforma electrofotónica que permita unir dispositivos o etapas electrónicas con etapas fotónicas integradas y fabricadas durante el mismo proceso y utilizando las mismas instalaciones.

Los sistemas fotónicos tienen muchas ventajas, abunda: “son mucho más rápidos y más eficientes en términos energéticos porque disipan menos calor, a diferencia de los electrónicos. Como las demandas de volumen y de velocidad de procesamiento son mayores, se están alcanzando ya los límites físicos en la Electrónica y la Electrofotónica, y ésta es una manera de superar esos límites”.

Finalmente, el Dr. Mariano Aceves dice que a corto plazo desean desarrollar un sistema de sensado funcionando en un prototipo. “Será un sistema que pueda sensar algún tipo de bacteria o algún contaminante en el agua que demuestre que esto funciona muy bien”.


La física clásica y la física cuántica en la clasificación de documentos

Una de las tareas principales en el Laboratorio de Tecnologías del Lenguaje del INAOE está relacionada con la clasificación de documentos para diversas aplicaciones como la clasificación temática, la organización de noticias o archivos de oficina y la clasificación de textos en redes sociales para saber, por ejemplo, si el usuario de una cuenta es hombre o mujer, qué edad tiene, etcétera. “Todas estas tareas tienen que ver con la clasificación textual o de documentos”, apunta en entrevista el Dr. Manuel Montes y Gómez, líder del proyecto “Fuerza de tracción textual: hacia un nuevo paradigma de clasificación de documentos”.

Añade que en los últimos 30 años ha dominado un paradigma de cómo realizar esta clasificación. Los documentos son modelados como puntos en un espacio vectorial y se miden las distancias entre ellos.

Sin embargo, explica el investigador, bajo este modelo todos los documentos tienen la misma importancia, pero es claro que hay documentos más importantes que otros. “Por ejemplo, si yo pongo una opinión en Internet sobre cualquier cosa es menos valiosa que si la publica una institución o un político. No todos los usuarios somos igualmente importantes.

Lo que se propuso en este proyecto es modelar los documentos como si fueran objetos que no sólo tienen una posición en el espacio, sino que también tienen como una masa, de ahí esto de la fuerza de atracción textual: ya no sólo se trata de medir distancias sino también de medir las fuerzas de atracción donde va a haber documentos que van a jalar más a otros y los pequeños no van a tener mucha relevancia en la clasificación de nuevos textos. La idea del proyecto es hacer un planteamiento para modelar objetos con masa con distancias entre ellos y a partir de esto llevar conceptos de física hacia esta aplicación”.

El Dr. Montes agrega: “Nos vamos a inspirar en el modelo gravitacional newtoniano para hacer el planteamiento del proyecto. Está aprobado para dos años, y en otros dos años más queremos avanzar más hacia la física cuántica. La siguiente etapa será avanzar hacia conceptos e ideas de sistemas dinámicos o incluso algunos provenientes de la física cuántica y comenzar a ver los documentos y/o palabras como partículas/ondas, lo cual podría ser de gran valor para varias tareas de minería de texto. Creo que para flujos de información en redes sociales va a quedar muy bien modelar partículas”.

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