miércoles, 26 de febrero de 2014



El diluvio de datos en astronomía y las capacidades de transferencia tecnológica han dado origen a combinaciones como la astronomía médica en la que las necesidades de analizar imágenes estelares cobra impulso con el software de visualización de imágenes médicas.
El 11 de febrero la revista Science publicó una edición especial sobre el nuevo paradigma de la ciencia: el diluvio de datos. Science se unió a Science Signaling, Science Translational Medicine y Science Careers para abordar este tema.
Es posible acceder a los contenidos en forma gratuita, previa registración, desde: Colección especial online: tratando con datos.


Como señala el editorial, dos características aparecen repetidamente: las disciplinas científicas están recibiendo cantidades ingentes de datos que les resulta difícil de manejar y, al mismo tiempo, se avizoran tremendas oportunidades si se logra organizar y tener mejor acceso a los datos.
El editorial introductorio incluye una serie de gráficos de las respuestas obtenidas de los pares revisores del último año, a quienes la revista encuestó. Recibieron unas 1700 respuestas. Alrededor del 20% respondió que utilizó alguna vez datos que exceden los 100 GB (Giga bytes).
Como se ve, el 12,1% dice usar conjuntos de datos de entre 100 GB y 1 TB (Tera Byte) y 7,6% dicen usar conjuntos mayores a 1 TB.
En la actualidad no resulta difícil que un usuario normal de PC pueda disponer de dispositivos de almacenamiento de 1 TB. Sin embargo, una cosa es tener varias películas, software, mp3s que ocupen ese espacio. Otra cosa muy distinta es tener 1 TB en una base de datos.
Un TB es 103 GB, 1012 bytes.
O, más fácil: mil gigas. Un millón de megas.
Pensémoslo así: si un mp3 ocupa, digamos, 5 megas, en un millón de megas usted podría almacenar 200.000 canciones.

Se requiere de cierto poder computacional y una buena organización de los datos para poder realizar búsquedas complejas entre los 200.000 temas.
Y para tener poder computacional, hace falta infraestructura, que es una bonita manera de nombrar al dinero.

En la encuesta, ante la pregunta, ¿Hay suficientes fondos en su laboratorio o grupo de investigación para la curación de datos?, el 80,3% respondió negativamente. El 10,9% no entendió la pregunta...


Del quirófano a las regiones de formación estelar
Sarah Reed es escritora independiente, ex-Science, quien escribió un artículo para esta colección vinculado con la astronomía en este nuevo paradigma:
¿Hay un astrónomo en casa?
Cuenta en su artículo que en 2004, Alyssa Goodman, astrónoma en Harvard, y sus colegas, armaron un proyecto llamado
COMPLETE, un sondeo de regiones de formación estelar y debían analizar una cantidad masiva de datos difíciles de visualizar en sólo dos dimensiones. Presentó su necesidad de lograr una visualización 3D a un grupo de trabajo llamado Visualization Research Challenges (Desafíos de Visualización de Investigación). En la audiencia había un radiólogo quien reconoció que esa tecnología ya existía en medicina (3D Slicer).

Desde entonces existe en Harvard una colaboración llamada
Astronomical Medicine, Medicina Astronómica.
Más información se puede hallar en
Astronomical Medicine Project Home. Allí hay algunas películas para presentar el tema y visualizar algunos programas y su utilización.
Se nombró aquí a 3D Slicer, pero también se usan otros programas como OsiriX.

Una remanente muy animada
El
6 de enero de 2009 el Observatorio Chandra dio a conocer dos representaciones dinámicas de la hasta entonces estática imagen de la remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A). Se trataba de un video y de una visualización tridimensional. Esta última fue realizada por Tracey Delaney del MIT gracias a la colaboración del proyecto Astronomical Medicine.

Lo que sigue es una lista de tres videos consecutivos que contienen:
Un mini-documental sobre el proyecto AstroMed (subtitulado); una demostración de uso del software 3D Slicer y OsiriX; y dos muestras de lo que se puede lograr con esos programas en un video en el que se ve una animación de datos del sondeo COMPLETE, seguido de tres visualizaciones tridimensionales de la remanente de supernova Cas A.

Nuestra capacidad para almacenar datos
Uno de los artículos de la colección fue tomado por Scientific American y un periodista de la publicación habló con uno de los autores del trabajo. Se trata de Martin Hilbert que, junto a Priscila López Pavez (de Chile), reportan sus esfuerzos en
rastrear 60 tecnologías análogas y digitales durante el período de 1986 a 2007. Dicen haber encontrado que la cantidad de datos generados esas dos décadas explotó al convertirse la tecnología digital en la principal. Por ejemplo, la cantidad de datos almacenados electrónicamente en 2007 es equivalente a 61 CD-ROMs por persona viva en el planeta en ese momento. Si se apilaran esos CDs, la torre alcanzaría la Luna y la sobrepasaría.
La transcripción se puede encontrar en Scientific American:
Down in the Data Dumps: Researchers Inventory a World of Information.


De estrellas a biomarcadores
Otro caso de colaboraciones entre astrónomos y otras ciencias, relata Reed en su artículo, se da en el caso de
Nicholas Walton, que usa sofisticados algoritmos para analizar conjuntos de imágenes.

Su grupo trabaja en un proyecto llamado
PathGrid en el que ese software desarrollado para astronomía se usa para automatizar el estudio de muestras patológicas. Los patólogos tiñen muestras de tejido para identificar biomarcadores que indican la agresividad del cáncer y usan este software para hacerlo ya no en forma individual, sino automatizada. La periodista tiende una analogía entre las muestras de tejido y el cosmos: detectar una célula cancerosa enterrada en tejido normal es como hallar una estrella en un abarrotado cúmulo.

En su página, Walton incluye una presentación para una charla que dio el año pasado (en
Improving Immuno Histochemistry09).



Allí se ve cómo se emparentó la aplicación VODesktop, que oportunamente mencionáramos en Un repaso por la astronomía virtual,
una aplicación de
AstroGrid, con PathGrid, y un escritorio virtual para patólogos.


El artículo de Reed está repleto de detalles que dejo para los lectores más interesados y que sepan inglés.

En definitiva, la Astronomía Médica o Medicina Astronómica, es una fructífera transferencia de tecnología para usar tanto en la Tierra como en el cielo.
Nota escrita para el XVI Carnaval de la física, en esta edición hospedado por Tecnoloxia. Para unirse y leer las entradas existe una red social en Ning.


Fuentes y links relacionados


·         Challenges and Opportunities
Science Staff, 11 Febrero 2011
Vol. 331 no. 6018 pp. 692-693
DOI:
10.1126/science.331.6018.692
·         Is There an Astronomer in the House?
Sarah Reed
Science 11 February 2011
Vol. 331 no. 6018 pp. 696-697
DOI:
10.1126/science.331.6018.696
·         The World's Technological Capacity to Store, Communicate, and Compute Information
Martin Hilbert, Priscila López
Published Online 10 February 2011
Science DOI:
10.1126/science.1200970


Sobre las imágenes


·         La imagen inicial es una composición de: Una imagen del centro de la Vía Láctea y una muestra de tejido canceroso muestran una necesidad común: hallar objetos indistintos en ambos tipos de imágenes.
Créditos: izquierda: ESO/VISTA/. Derecha: Walton & Irwin, CASU, Cambridge.
Y visualización de imágenes 3D para el cuerpo humano, que también se aplican a objetos del cosmos.
Créditos: András Jakab/Univesity of Debrecen, Hungría.
Junto con la portada de la colección especial online de Science. Crédito: Science Magazine.
·         Imágenes de VODesktop y VOPatol de Nicholas Walton.
·         Los gráficos 1 y 2 pertenecen al artículo Challenges and Opportunities, Crédito: Science.
·         Los videos fueron creados por el equipo ICC. En la página de cada video figuran los respectivos créditos.


Tabla Gasto Proy. Pres. 2014. Nótese que en Ciencia se viene invirtiendo mucho más que antes, y que en ese renglón se incluyen varias ciencias, de las cuales astronomía es sólo una pequeñísima porción. De hecho, habría que releer a Varsavsky...(*)

7-Convicción vs Conveniencia
Si buscamos respondernos a la pregunta ¿Debemos hacer astronomía? podemos respondernos desde dos formas de pensamiento ligadas a la toma de decisiones.

7a-Desde un Utilitarismo o consecuencialismo, por el cual, si hacer algo resulta útil, si sus consecuencias nos resultan útiles, entonces hacemos tal cosa. Hay que considerar que solemos usar el adjetivo "útil" seguido de la preposición "para", lo que implica la idea de "medio", v.gr: "La educación es útil PARA obtener un mejor estatus PARA lograr un mejor empleo PARA conseguir un salario más alto PARA poder comprar más comida PARA estar vivo PARA vaya uno a saber qué".
Desde el utilitarismo lo importante es el resultado como medio para conseguir un fin (que normalmente es otro medio).
Es una postura relativista, ya que si me conviene hacer astronomía, la haré y si no me conviene, no la haré. Es una forma de decidir en base a la conveniencia.

7b-Una postura distinta es aquella por la cual DEBE hacerse algo por una cuestión de principio o valor moral.
A diferencia del utilitarismo, esta otra manera de decidir no se basa en la conveniencia, sino en las convicciones.
Si está bien hacer astronomía, deberé hacerla, independientemente de sus consecuencias, de si me conviene o no me conviene (en lo individual o colectivo).
Por ejemplo, si partimos de la base de que decir la verdad es lo correcto, como principio absoluto, entonces siempre deberé decir la verdad, aunque al hacerlo me perjudique o dañe a terceros. En este caso, decir la verdad no es un medio para lograr otra cosa, sino un fin en sí mismo.

En nuestra vida cotidiana hacemos uso de ambas formas de decidir. ¿Se pueden aplicar estas ideas a la astronomía?
¿La astronomía es un medio para resolver problemas de la vida cotidiana o es un fin en sí mismo?
En realidad resulta difícil pensar en algo que sea un fin en sí mismo en forma absoluta o literal. Pero se podría decir que la astronomía no es un medio para solucionar problemas, sino que es una forma (o medio) de adquirir conocimiento y que eso es un fin en sí mismo, por nuestra ansia de saber. Desde este punto de vista, el conocimiento sería una necesidad humana y la investigación sería un medio para satisfacer esa necesidad (un satisfactor).
Desde la otra postura, la investigación sería también un medio, pero no un satisfactor, sino un medio entre otros de una larga cadena cuyo fin último habría que aclarar.

8-Necesidad humana
¿Acaso la necesidad de saber no forma parte de las necesidades humanas, aunque no sea indispensable para mantener la vida? Hay personas que dedican mucho tiempo a estudiar para conseguir un mejor trabajo, para ganar más dinero, para obtener comida, salud, vestimenta, vivienda. Una vez que se logró satisfacer esas necesidades ¿nos sentiremos satisfechos? La comida, salud, vestimenta y vivienda son necesidades que requerimos satisfacer para no morirnos. ¿Eso es vivir? ¿Vivir es hacer lo necesario para no morirse?

9-Arte útil
Si sólo se justifica lo "útil" en el sentido pragmático, instrumental, entonces ¿para qué sirven las obras de Mozart, Picasso, Berni, Borges, etc?
Nombre el lector un libro, una película, una obra de teatro que le hayan cambiado la vida, que significaron un giro en su modo de pensar o interpretar la realidad.
¿Esas obras le parecen "útiles"? ¿El autor las realizó previendo esa "utilidad" o el objetivo del artista era otro?

10-Educación e Investigación
Cuando hablamos de astronomía podríamos estar refiriéndonos a la observación visual de aficionados; a la educación en el sistema educativo; a la divulgación o popularización de la ciencia; a la investigación (y docencia superior). La pregunta es válida para todas las formas de astronomía, pero en particular respecto de la investigación. ¿Podría haber divulgación o educación popular sin investigación?

El planteo está formulado
Platón en su República (Capítulo VII) hizo un intento por justificar la astronomía. Nosotros, tres mil años después, ¿estamos en condiciones de hacerlo de manera sólida?
¿Es la astronomía una "ciencia de lujo"?

Fuentes y links relacionados


·         Modern Ghana: Government urged to invest in astronomy
·         Smaller questions: So Your Friend Asks: Why Spend Money On Astronomy? What'S The Use?
·         No es el objetivo aquí debatir si astronomía debe recibir más o menos fondos que ahora o una mayor o menor cantidad que otras disciplinas. Cualquier dinero que se invierta en astronomía es un recurso que no sobra, por lo que independientemente de la cantidad vale la pena preguntarse si ese gasto está justificado. Yo sostengo que sí, pero quiero conocer otras opiniones y argumentos. Por cierto, la referencia es en relación a las "Características de la investigación científica" (pp 138-140) en "Estilos tecnológicos: propuestas para la selección de tecnologías bajo racionalidad socialista" de Oscar Varsavsky. (Mincyt)
Sobre las imágenes


·         La imagen inicial es una combinación de una fotografía tomada por mi, este año, con la silueta de mi telescopio, junto a una imagen prediseñada del Pensador de Rodin, que usé del sitio Takiwall.

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