Arte e inteligencia artificial contra el cambio climático

VALÈNCIA. Hubo un tiempo en el que Arte y Ciencia caminaron de la mano en su común interés por comprender los misterios del mundo. El desarrollo de la pintura y la escultura es indisociable del descubrimiento de nuevos pigmentos y materiales, del mismo modo que las Matemáticas y la teoría de la proporción áurea fueron cruciales para la evolución del Dibujo y la Arquitectura. ¿Y qué decir de la ilustración botánica y su papel indispensable en la difusión de la taxonomía de las plantas cuando no existía la fotografía? 

Aunque Arte y Ciencia han seguido cruzando sus caminos a lo largo de la historia, el Renacimiento europeo ha quedado como paradigma irrepetible de esta vieja sinergia. La hiperespecialización de la ciencia moderna en infinitas ramificaciones, sumada a su progresivo encapsulamiento dentro de un lenguaje críptico e inaccesible para el resto de la sociedad condujeron en la era moderna a una separación, quizá, demasiado drástica entre lo racional y empírico, por una parte, y lo emocional y subjetivo, por la otra. 

La era digital, sin embargo, ha vuelto a girar las tornas. El arte, la tecnología y la ciencia se asoman a una nueva convergencia, que además tiene mucho que ver con los acuciantes retos a los que se enfrenta la humanidad, ya sea la emergencia climática o los avances en el campo de la biomedicina. 

Artistas y científicos vuelven a mirarse los unos a los otros, especialmente en todo aquello que tiene que ver con los algoritmos y la visualización e interpretación de datos a través del arte. Existe un creciente consenso sobre el enorme potencial que tienen los proyectos de colaboración dirigidos a hacer más inteligibles conceptos tan complejos como, por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones. De ahí que, desde hace ya una década, la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) invite cada año a artistas de todo el mundo a desarrollar proyectos a partir de cuestiones físicas y metafísicas, como la asimetría entre materia y antimateria o las incógnitas sobre el origen del universo. No es casual tampoco que la principal publicación especializada en Arte, Ciencia y Tecnología, la revista Leonardo, naciese en el seno del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

«Existe una tendencia muy clara entre los artistas, sobre todo desde hace treinta o cuarenta años, a preocuparse cada vez más por los grandes problemas que afectan a la humanidad, en lugar de centrarse en la exploración introspectiva de su propia persona. Somos muy conscientes de que formamos parte de la sociedad», nos explica Carlos Castellanos. Este artista norteamericano de orígenes cubanos es el beneficiario de la primera residencia artística impulsada por el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas de Valencia (IBMCP) junto con el Vicerrectorado de Arte, Ciencia, Tecnología y Sociedad de la Universitat Politècnica de València. Una iniciativa que está en sintonía con los acuerdos de colaboración entre artistas y científicos que llevan a cabo habitualmente universidades, centros de investigación, empresas privadas y organismos públicos en todo el mundo.

Vasos comunicantes

El proyecto de Castellanos, centrado en la aplicación de la inteligencia artificial para traducir en sonidos el estrés medioambiental que sufren las plantas, se impuso a las más de cuarenta candidaturas presentadas en esta convocatoria internacional. Según Javier Forment, responsable del Servicio de Bioinformática del IBMCP, esta residencia artística se ha creado con una doble función: «Por una parte, se trata de acercar la Ciencia a la población, pero por otra también es una manera de facilitar que la propia comunidad científica aproveche la capacidad del arte para proporcionar perspectivas diferentes, alternativas y provocadoras, capaces de abrir nuevas vías de pensamiento. En este mundo complejo, es fundamental observar los problemas desde distintas perspectivas». 

«Como institución, estamos obligados a irradiar a la sociedad las cosas que se hacen dentro del campus, pero es que además tenemos la necesidad de trascender y salir de nuestra burbuja —corrobora Pablo Vera, director del IBMCP e impulsor, junto a Javier Forment, de la residencia artística, denominada AR(t)IBMCP—. Los científicos estamos instalados en una especie de torre de marfil, y nos rodeamos de un lenguaje demasiado complicado que nos hace parecer perros verdes a los ojos del resto de la sociedad. Los artistas que tienen una sensibilidad especial hacia la ciencia pueden ayudarnos a superar este impedimento, porque aportan un lenguaje nuevo de imágenes, colores o sonido. Esta residencia tiene como objetivo romper fronteras y compartimentos estancos y convertirlos en vasos comunicantes». 

La residencia AR(t)IBMCP viene acompañada de una beca de 14.000 euros que ha sido financiada por el Vicerrectorado de Arte, Ciencia, Tecnología y Sociedad de la UPV, y que cubre la retribución directa al artista, desplazamientos, estancia, así como los gastos de producción de su proyecto. Para Castellanos, el aspecto más interesante es la posibilidad de colaborar con científicos de este centro de investigación asociado al CSIC y aprender durante el proceso de creación de su obra, que culminará en octubre con una exposición abierta al público en el CCCC (Centro del Carmen de Cultura Contemporánea). 

«El único requisito que pedimos en la convocatoria pública fue que los artistas presentasen la idea básica de un proyecto relacionado con la biotecnología de plantas —explica Pablo Vera—. Nos decantamos finalmente por Carlos porque su trabajo estaba enfocado hacia la comprensión del cambio climático, algo que enlaza muy bien con varias de las líneas de investigación que llevamos a cabo en el IBMCP. Nuestra labor se centra sobre todo en la mejora de los cultivos y los conocimientos básicos de los mecanismos de adaptación de las plantas al medio ambiente». 

El jardín del futuro

«Mi idea de partida es recrear un jardín del futuro en el que las plantas estén monitorizadas a través de un sistema de inteligencia artificial que sea capaz de reconocer las reacciones morfológicas (cambios de forma o color) que se desencadenan en plantas modificadas genéticamente cuando se las somete a determinadas condiciones de estrés, similares a las que se producen por el cambio climático. El reto consiste también en que un algoritmo traduzca esas reacciones en imágenes y sonidos musicales». «Las plantas son diferentes de otros organismos —razona el artista—. No hablan y casi no se mueven. No tienen sistema nervioso ni circulatorio. Pero aun así son muy sofisticadas. Mi trabajo quiere buscar nuevas formas de comunicarnos con ellas, como sí podemos hacer con los animales». 

El proyecto se centra en el estudio de dos especies: la Arabidopsis thaliana (el modelo que suele utilizarse para la investigación en genética de plantas) y Nicotiana benthamiana (procedente de la familia del tabaco, y que también se emplea habitualmente en Biotecnología de Plantas). Ambas son idóneas para detectar cambios mediante cámaras térmicas. 

El artista norteamericano se encuentra ahora inmerso en la recopilación de datos e imágenes correspondientes a cada uno de los cambios que se producen desde que se plantan las semillas hasta que se convierten en plántulas, así como durante el resto de etapas de crecimiento. Estos son los datos con los que se «entrenará» al sistema de inteligencia artificial. 

Pongamos el ejemplo de una planta que produce una hormona determinada cuando hay sequía. Utilizando la genética de plantas podemos conseguir observar cambios en las células estomáticas, que son como los poros de las hojas. Podemos ‘entrenar’ a la máquina de IA para que comprenda estos patrones y los traduzca en sonido para que los humanos podamos entender tanto el sufrimiento como el bienestar de las plantas. La idea es que cada ejemplar genere una «composición musical» a lo largo de su ciclo de vida, como resultado de ese registro permanente de sonidos. Una de las propuestas planteadas inicialmente por Castellanos es atribuir los sonidos, tomando como referencia sinfonías, óperas y arias cuyas temáticas versen sobre la muerte y el sentimiento de pérdida.

Es un proyecto artístico, pero que podría tener aplicaciones muy prácticas. «Quizás podemos imaginar un futuro en el que las plantas de tu invernadero estén vinculadas a una aplicación móvil, de modo que puedas monitorizar su estado de salud mediante los sonidos o notas musicales con los que el algoritmo traduce sus cambios de comportamiento cuando le falta agua, tiene exceso de humedad o cuando la temperatura cambia de forma brusca, por ejemplo», imagina Forment.

Más proyectos con vegetales

Castellanos comenzó su trayectoria artística como músico e ingeniero de sonido, y hace veinte años empezó a profundizar en las interrelaciones entre el arte con la ecología, la cibernética y la inteligencia artificial. Tras licenciarse en Bellas Artes con la especialidad de Digital Media Art en el Laboratorio CADRE de la Universidad Estatal de San José (California), y doctorarse en la Escuela de Artes y Tecnología Interactivas (SIAT) de la Universidad Simon Fraser de Canadá, comenzó a compaginar sus proyectos personales con la docencia. Actualmente es profesor asistente en la Escuela de Juegos y Medios Interactivos del Instituto de Tecnología de Rochester (Nueva York).

No es la primera vez que este artista multidisciplinar trabaja en la comunicación entre humanos y seres vivos vegetales. Su proyecto PlantConnect (2019) exploraba la interacción humano-planta a través del acto humano de la respiración, la actividad bioeléctrica y fotosintética de las plantas y la inteligencia computacional. Otra de sus obras destacadas, Beauty (2021), presentaba un sistema de inteligencia artificial que modula la introducción de nutrientes o químicos «estresantes» en las bacterias que viven en un suelo contaminado, para «curarlo» siguiendo su propio patrón interno de «belleza», que se convierte a tiempo real en imágenes y sonidos.

«Aunque ya había trabajado con bacterias y plantas en otras ocasiones, en mi residencia en el IBMCP estoy aprendiendo muchísimo de cosas de las que hasta ahora no tenía ni idea, como el comportamiento de las hormonas en el mundo vegetal», señala el artista, que está colaborando estrechamente con tres científicos del IBMCP: Javier Brumós, Pedro L. Rodríguez y Jorge Lozano. 

La inauguración de la exposición de Carlos Castellanos en el CCCC consistirá previsiblemente en un recorrido con varias estancias en las que el visitante podrá observar y escuchar a tiempo real el «quejido» o el «bienestar» de las plantas ante situaciones diferentes. Posteriormente los resultados de su proyecto se publicarán en revistas especializadas y se explicará al público en una Laser Talk —formato que implica una charla entre artistas y científicos promovida por la revista Leonardo, que tendrá lugar en València— y en una conferencia integrada dentro de las actividades paralelas del Festival Volumens de cultura digital y new media art, que arrancará el 29 de septiembre en distintos espacios de la capital del Turia.

* Este artículo se publicó originalmente en el número 94 (agosto 2022) de la revista Plaza