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Computational Chemistry

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Alán Aspuru-Guzik difumina las fronteras entre la química, la robótica y la IA

El editor invitado de esta serie “Trailblazers 2024” proporciona a los químicos herramientas para acelerar su investigación

by Bec Roldan, en exclusiva para C&EN
September 20, 2024 | A version of this story appeared in Volume 102, Issue 29

 

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Alán Aspuru-Guzik en su laboratorio de investigación. Al fondo pueden verse varios equipos y aparatos.
Credit: Carlos Osorio
El laboratorio de Alán Aspuru-Guzik construyó "Medusa", un sistema automatizado para síntesis orgánica de código abierto. En el momento de tomar esta foto, el equipo estaba apagado, sin llevar a cabo ningún experimento.

Es difícil resumir la experiencia investigadora de Alán Aspuru-Guzik, que lleva casi dos décadas dedicándose a diversos campos. Pero el popurrí de ideas que surge de su laboratorio puede encajar dentro de un gran tema: la expansión. “Estoy muy interesado en investigar la vida,” explica. “Siempre que hay oportunidades de ampliar mis horizontes, las agarro.”

Ficha

Ciudad natal: Ciudad de México

Educación: Licenciado en Química, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), 1999; Doctor en Física Química, Universidad de California, Berkeley, 2004

Puesto actual: Profesor de química y computación en la Universidad de Toronto, Presidente de CIFAR AI en el Vector Institute

Empresas creadas: Cinco: Axiomatic AI, Calculario (ahora parte de Kyulux), Intrepid Labs, Kebotix, and Zapata AI

Mentor más memorable: Carlos Amador-Bedolla, mi supervisor en la licenciatura

Consejo profesional: Una cita de mi supervisor del doctorado, William A. Lester Jr.: “Las personas hacen la ciencia. Nunca olvides que los científicos son, simplemente, personas”

Apodo: Nopal, por Nopal BBS, un Sistema de boletines en línea que dirigía entre 1992 y 1994

Aficiones: Arte urbano, fotografía, correr

Soy: Mexicano, Latino, Chilango, judío no practicante

Para Aspuru-Guzik, profesor de química y computación en la Universidad de Toronto, las posibilidades de lo desconocido han impulsado a su laboratorio a la frontera entre la cuántica, el aprendizaje automático y la química.

Aspuru-Guzik difumina las líneas que separan la química teórica de la experimental, el arte de la ciencia, y la creatividad de la rigidez. “Para Alán, las disciplinas son totalmente artificiales,” dice Joel Yuen-Zhou, quien obtuvo su doctorado en el laboratorio de Aspuru-Guzik en 2012 y ahora es profesor asociado de química en la Universidad de California, San Diego. Los intereses de Aspuru-Guzik abarcan el arte, la literatura, la música y la ciencia, convirtiéndolo en “una fuente inagotable de creatividad y visión”, dice Yuen-Zhou. “Nos enseñaba a pensar diferente.”

Esta actitud nace después de una experiencia cercana a la muerte, cuando Aspuru-Guzik tenía solo 19 años. Mientras un amigo lo llevaba de vuelta de una fiesta en Cuernavaca, su amigo chocó contra una de las barandas de la autopista. “Tuvieron que operarme y, en ese momento, empecé a darme cuenta de lo corta que es la vida,” dice. “Vivo con una sensación de urgencia constante. Podrías morirte mañana, si quieres probar algo, pruébalo ya.”

El primer encuentro entre Aspuru-Guzik y las computadoras tuvo lugar cuando era todavía un niño. Se dedicaba al ‘phreaking’, un tipo de hackeo que permite conectarse a las redes telefónicas para hacer llamadas gratis. Usaba esta técnica para descargar software de otros países y se divertía con ello. Cuando México ganó a Argentina en un partido en 1990, “mis amigos y yo llamamos a un montón de argentinos para restregarles la derrota.”

Después de terminar la carrera en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Aspuru-Guzik se fue a hacer su doctorado en computación cuántica en el laboratorio de William A. Lester Jr. en la Universidad de California, Berkeley. Allí, tuvo “un profundo efecto en transformar la manera en que trabajábamos en el grupo, sobre todo en el campo de la computación,” explica Lester, quien también destaca cómo Aspuru-Guzik pronto asumió tareas de liderazgo en el laboratorio.

Desde cuando Aspuru-Guzik empezó su carrera independiente en la Universidad de Harvard, en 2006, no ha dejado de ampliar el enfoque de la investigación de su grupo. Al principio, estudiaba la mecánica cuántica, pero ahora ha expandido las líneas de trabajo para incluir conceptos como la inteligencia artificial y los laboratorios automatizados. “Siempre quise trabajar en la frontera entre la química y la tecnología, subirme al carro del progreso tecnológico para ampliar las posibilidades en todos estos campos innovadores,” dice.

Lideró la creación del programa de energía limpia de Harvard, un proyecto de acceso abierto diseñado para buscar moléculas con aplicaciones potenciales en celdas solares orgánicas. Cuando su grupo de investigación inventó los algoritmos necesarios para que funcionen las computadoras cuánticas de futuro cercano (o aquellas computadoras que ya existen, aunque sean todavía imprecisas) fundó su primera empresa: Zapata AI.

La empresa, bautizada con el nombre del revolucionario mexicano de principios del siglo XX Emiliano Zapata, salió a bolsa en marzo. Aspuru-Guzik recuerda que estar en la sede de la Bolsa de Nueva York fue un momento surrealista. “Es un logro enorme, que espero se extienda a todas mis empresas.”

Aunque pensó que se quedaría en Harvard para siempre, los cambios políticos en los EE.UU. durante la década de los 2010 le molestaron bastante. En ese momento, criticó algunos aspectos de las elecciones de 2016 y la excesiva politización de los mecanismos de financiación de la ciencia. Aspuru-Guzik buscó nuevas oportunidades para crecer y, en 2018, decidió mudarse a la Universidad de Toronto.

La mudanza le permitió expandir su investigación más allá de la química teórica. Gracias a la financiación del gobierno canadiense (que le otorgó una de sus 150 Cátedras de Investigación), Aspuru-Guzik pudo dotar a su laboratorio de un equipo experimental. “Necesitábamos conectar la química teórica y experimental y usar computadoras para hacer experimentos en el laboratorio, en vez de usar personas,” dice.

Aspuru-Guzik dice estar contento con el clima político y social en Canadá, así como con las prioridades de financiación de la investigación del gobierno canadiense. “Este sistema me permite escribir menos propuestas de proyectos y centrarme más en la ciencia,” explica.

Vivo con una sensación de urgencia constante. Podrías morirte mañana, si quieres probar algo, pruébalo ya.

Además de llevar su laboratorio de investigación, trabaja como director del “Consorcio de Aceleración”, una iniciativa de la Universidad de Toronto que quiere implementar laboratorios automatizados para diseñar, fabricar y probar nuevos materiales. En abril de 2023, el consorcio recibió 200 millones de dólares del Fondo de Excelencia en Investigación Canadiense, el mayor proyecto público jamás concedido a una universidad en Canadá.

“Es un honor dirigir este proyecto,” dice Aspuru-Guzik. “Es una plataforma para que la gente desarrolle su carrera profesional y, al mismo tiempo, trabajar en una investigación que podría situar a Canadá como uno de los líderes mundiales en laboratorios automatizados.”

Alán Aspuru-Guzik en un cuarto oscuro, sujetando un vial con un compuesto azul muy brillante.
Credit: Carlos Osorio
Una de las colaboraciones de Alán Aspuru-Guzik creó el compuesto más brillante jamás usado en láseres orgánicos de estado sólido.

Como parte de una ley federal para integrar a las comunidades indígenas, el consorcio también trabaja en temas de ética y ciencia y tecnología indígenas con académicos indígenas. El objetivo es asegurarse de que las nuevas tecnologías, como los laboratorios automatizados, consideren desde el principio la igualdad y la sostenibilidad. Porque la búsqueda de nuevas tecnologías siempre plantea preguntas sobre la legislación, el acceso a las herramientas y posibles usos militares. “Nuestro equipo se detuvo a pensar: ¿cómo aceleramos la ciencia pero, al mismo tiempo, nos tomamos el tiempo para pensar realmente cómo hacerlo de forma ética?” dice Aspuru-Guzik.

Cuando M. Murphy conoció a Aspuru-Guzik por primera vez, recuerda “haber planteado inmediatamente preguntas sobre los aspectos más interesantes y peligrosos de los laboratorios automatizados y el descubrimiento de nuevos productos químicos.” Murphy, que co-lidera la unidad de investigación en tecnología y ciencia, es investigador principal del consorcio en el campo de las ciencias sociales y, además, es de orígenes indígenas Red River Métis. Murphy quiere que los investigadores integren preguntas sobre el manejo de riesgos de los nuevos productos químicos como una prioridad, antes de que estos acaben dañando la tierra, el agua y las comunidades locales. Los dos debatieron cómo los investigadores en el campo de los laboratorios automatizados podrían aprender del saber tradicional indígena y integrar estas enseñanzas en los flujos de trabajo del consorcio.

“A Alán nunca le intimidó que yo le hiciera preguntas que pudieran tambalear los cimientos del proyecto,” explica Murphy. “Estaba entusiasmado por aprender de nuestras diferencias.”

Conforme avanza su investigación, Aspuru-Guzik siempre piensa en cómo convertirse en un mejor líder.

Toma conceptos de liderazgo de “Equipos-X”, un libro de Deborah Ancona, de la Escuela de Negocios Sloan del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts). “La idea es tener suficientes recursos para que los científicos sean creativos y puedan trabajar juntos,” dice. “Quiero construir un entorno educativo tan multidisciplinario y diverso como sea posible, siempre doy a mi grupo tareas interdisciplinarias, animándoles a encontrar soluciones innovadoras.”

Siempre tiene en mente la diversidad tanto científica como social de su grupo, que cuenta con químicos orgánicos, expertos en inteligencia artificial, ingenieros de robótica, químicos computacionales y químicos inorgánicos. Entre un 20 y un 25% de su grupo son siempre latinoamericanos y, además, mantiene una estrecha relación con su alma mater, la UNAM: invita a estudiantes mexicanos a visitar su laboratorio en Canadá y viaja de vuelta una vez al año para dar conferencias.

Derribar las fronteras entre distintos campos y encontrar respuestas a preguntas sin solución son dos cosas que han definido la carrera de Aspuru-Guzik. A medida que su laboratorio se adentra en preguntas más trascendentales sobre las capacidades de los robots en química y los límites de la inteligencia artificial, la curiosidad por lo desconocido sigue siendo su principal guía. “Hay que tener una profunda curiosidad para poder estar abierto a aprender de diferentes disciplinas,” dice Murphy. Es precisamente esta curiosidad la que ha hecho de Aspuru-Guzik un auténtico visionario.

Traducido al español por Fernando Gomollón Bel para C&EN, con revisiones de César A. Urbina-Blanco. La versión original (en inglés) de este artículo se publicó el 20 de septiembre de 2024.

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