Los límites de la computación digital y los chips neuromórficos

Una tecnología que imita la arquitectura de la masa gelatinosa en nuestras cabezas puede ser la solución para reinventar el desarrollo computacional.

Neurocientíficos computacionales apuntan a que los cerebros evolucionaron
como máquinas de predicción para optimizar su consumo de energía
.YUICHIRO CHINO (GETTY IMAGES)

Un número creciente de neurocientíficos piensa que nuestro cerebro es una especie de “máquina de predicción” que pronostica lo que está pasando antes de que ocurra, es decir, nuestras percepciones son, en parte, hipótesis. Experimentos de “neurocientíficos computacionales” con redes neuronales artificiales (los componentes de los algoritmos de la IA) apuntan a que los cerebros evolucionaron como máquinas de predicción para optimizar su consumo de energía. La vida evolucionó creando un balance perfecto entre lo que podía “computar” y la energía que podía gastar. Entrelazando genes y formas, lo digital y lo analógico, hardware y software, razón y emoción, el universo creó inteligencia biológica, que usa mucha menos energía que nuestras computaciones en ordenadores digitales.

La inteligencia artificial progresó de una manera muy diferente a la biológica, obedeciendo a las leyes de la geopolítica científica y de la competición industrial casi tanto como a las de la física. Los pioneros Alan Turing y John von Neumann, inspirados por la biología humana y también por las matemáticas de Kurt Goedel sobre los límites de la lógica y los algoritmos para entender la realidad, crearon los primeros ordenadores digitales (con financiación del Manhattan Project y fondos militares durante la “Guerra fría”). Gracias a la física de semiconductores los ordenadores expandieron su capacidad de computar a medida que se pudieron ir reduciendo el tamaño de los chips. Entre 1980 y 2010 la capacidad de memoria y computación de los microprocesadores se dobló cada dos años. Esto provocó una separación entre la actividad de los fabricantes de chips (el hardware) y la actividad de los desarrolladores de software y algoritmos. Los informáticos y científicos nos acostumbramos a pensar solo en el algoritmo, asumiendo que se ejecutaría en máquinas capaces de calcular cualquier cosa que les echáramos.

Pero estamos alcanzando los límites de este modelo. Por una parte, los chips no se pueden miniaturizar más (se alcanza ya el límite de los 2 nanómetros, ya no hay más espacio para seguir menguando). Por otra, solo en Taiwán y Corea del Sur saben fabricar los chips más avanzados, lo que crea una incierta situación geopolítica. Pero hay otro problema, el consumo energético, que empieza a convertirse en otro obstáculo insuperable para las frágiles cadenas de producción globalizadas. Se calcula que el 3% de toda la electricidad utilizada en el mundo se consume en los centros de datos, mucho más que toda la electricidad utilizada por todo el Reino Unido. Las proyecciones apuntan a que en 2030 subirá al 13%.

Los supercomputadores que usamos en modelos del clima, diseño de medicinas, de aviones y coches, etc. también consumen muchísimo, aproximadamente la misma electricidad que una ciudad de 10.000 habitantes. La supercomputadora Summit en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, por ejemplo, producirá anualmente emisiones de CO2 equivalentes a las de más de 30,000 vuelos de ida y vuelta entre Washington y Londres. Una ronda de entrenamiento de un algoritmo potente de AI (por ejemplo, los traductores de idiomas) cuesta 4 millones de dólares en factura de la luz. Una sola transacción de criptomonedas gasta la misma electricidad que una familia típica en una semana.

Estos gastos exorbitantes limitan lo que se puede/debe computar. Los científicos están intentando mejorar la situación, pero de manera descoordinada. Aunque algo los une, todos miran a la biología para buscar inspiración en las estructuras vivas, capaces de computar con un gasto de energía muy bajo. Los diseñadores de algoritmos intentan incorporar la capacidad de predicción del cerebro que mencioné al principio, usando la física del proceso, para reducir en número de parámetros de AI. Pero la tendencia de los poderosos no va por ahí: la carrera hacia la “superinteligencia artificial” comenzó en 2020 con “Open AI” fundado por Elon Musk que reveló GPT-3 con una capacidad de 175 mil millones de parámetros en el algoritmo. Le siguió en 2021 Google (1,6 billones de parámetros) y la Academia de Inteligencia Artificial de Beijing (con 1,75 billones). Pero este camino de aumentar sin más el tamaño del algoritmo no está claro que lleve a la superIA, porque el gasto energético le pone un tope que quizá no se pueda superar.

Algunos científicos lo tenemos claro, para progresar la única solución es volver a mirar a la biología. Como en nuestro cerebro, el hardware y el algoritmo/software tienen que estar íntimamente relacionados. Un área particularmente interesante que está empezando a ganar tracción es la de los “chips neuromórficos”. Los diseños neuromórficos imitan la arquitectura de la masa gelatinosa en nuestras cabezas, con unidades informáticas ubicadas junto a la memoria. Los investigadores usan computación analógica, que puede procesar señales continuas, al igual que las neuronas reales. Varios computadores neuromórficos analógicos están ya en funcionamiento, en EE UU dos ejemplos son NeuRRAM (que gasta 1,000 veces menos que un chip digital) y Neurogrid de “Brains in Silicon” en Stanford. En Europa, IMEC construyó el primer chip neuromórfico de autoaprendizaje del mundo y demostró su capacidad para aprender a componer música. No está claro como estos nuevos sistemas llegarán al mundo real. El problema es que diseñar hardware es arriesgado y costoso (desarrollar un chip nuevo cuesta entre 30 y 80 millones de dólares y 2-3 años).

Quizá sea precisamente la situación geopolítica, como pasó en el nacimiento de los primeros ordenadores, la que nos dé el empujón. En China, la computación neuromórfica, se ve como una de las áreas donde poder sobrepasar a los actuales sistemas digitales y existen laboratorios dedicados en todas sus universidades punteras. En EE UU la Oficina de Inteligencia Digital y Artificial de las fuerzas armadas (CDAO) y otras instituciones militares, desarrollan y financian ya la implementación de hardware neuromórfico para uso en combate. Las aplicaciones incluyen auriculares/gafas inteligentes, drones y robots.

En un mundo inestable amenazado de nuevo por guerras, la geopolítica posiblemente nos llevará a reinventar la computación y reconectar con Goedel, Turing y von Neumann para superar sus límites. Como ellos sabían bien, la realidad no se puede simular en algoritmos digitales. Volvemos a la realidad de la física, que siempre se escapa del control total de la lógica humana, para intentar avanzar.

 

Fuente: El País

Desarrollan audífonos que se sincronizan con las ondas cerebrales para conciliar el sueño

La gigante en desarrollo tecnológico LG Electronics presentará en la feria CES 2023 sus nuevos auriculares LG Breeze, que incluyen una solución inteligente para el cuidado del descanso con la que emiten sonidos sincronizados con las ondas cerebrales para ayudar a conciliar el sueño, además de analizar y gestionar el estado del sueño en tiempo real.

 

Este producto será presentado en la feria CES 2023.

 

En ese sentido, los auriculares, desarrollados por la compañía surcoreana junto con SleepWave, cuentan con un diseño ergonómico para adaptarse a la forma de la oreja, un formato cómodo “incluso mientras duerme” el usuario, y ligero, con un peso de alrededor de 6 gramos cada uno.

 

Los LG Breeze están pensados para “hacer que los clientes se sientan renovados por la mañana como una brisa”, según apunta la compañía en un comunicado.

 

Estos auriculares inalámbricos son capaces de reproducir sonidos sincronizados con el cerebro que ayudan a dormir y a mejorar la calidad del sueño. Para ello, cuentan con sensores que identifican las frecuencias de las ondas cerebrales y, con la información recabada, reproducen el sonido más adecuado.

 

Entre estos sonidos se encuentran algunas canciones de cuna, así como sonidos de Respuesta Sensorial Meridiana Autónoma (‘ASMR’) de naturaleza y el ‘sonido sincronizado por ondas cerebrales’. De hecho, Breeze incluye alrededor de 80 sonidos y permite añadir más, además de reproducir música o videos de YouTube.

 

Por su parte, tal y como explica LG, la tecnología de ‘sonido sincronizado’ de Breeze se basa en recopilar información de las diferentes frecuencias que escuchan el cerebro izquierdo y el derecho. La diferencia entre estas frecuencias se utiliza para introducir ondas cerebrales que “promueven el sueño o la transición a un estado de sueño específico”.

 

Por ejemplo, en un estado de sueño profundo fluyen ondas cerebrales de 0,5 a 3 Hz, según LG. Teniendo esto en cuenta, para inducir las correspondientes ondas cerebrales de 2 Hz, el cerebro necesitaría escuchar un sonido de frecuencia de 100 Hz en el oído izquierdo y 98 Hz o 102 Hz en el oído derecho, tal y como lo ha explicado la compañía tecnológica.

 

En este sentido, los auriculares proporcionan sonidos sincronizados con electroencefalograma (EEG) como la estática binaural, que repite una frecuencia fija existente. De hecho, mediante la tecnología de detección de ondas cerebrales diferenciadas, los Breeze monitorizan las ondas y reproducen la frecuencia óptima de acuerdo con las condiciones de cada usuario.

 

Por otra parte, los LG Breeze analizan los datos de sueño de los usuarios y son capaces de sugerir los mejores patrones de sueño mediante un sistema de autoaprendizaje. Entre otras cosas, mide la ‘fase hipnosis’ (el estado de conciencia justo antes de dormir); el ‘sueño REM’ (Rapid Eye Movement por sus siglas en inglés) que corresponde a la fase del sueño; y el ‘sueño ligero’ y ‘sueño profundo’.

 

Además de todo ello, junto con otra información recopilada mediante dispositivos móviles como, por ejemplo, la cantidad de pasos dados durante el día, estos auriculares pueden mejorar la experiencia de sueño. Es decir, en días de mucha actividad, los auriculares pueden inducir a un estado de sueño profundo para ayudar a recuperarse del cansancio físico.

 

Los LG Breeze van acompañados de un estuche para cargar y guardar los auriculares. Como innovación, este estuche admite la función UVnano para mantener el producto “limpio y manejable” gracias a su tecnología que reduce las bacterias dañinas, tal y como ha subrayado LG.

 

 

*Con información de Europa Press.

 Fuente: Semana

Las lecciones de ciberseguridad que nos dejan los ataques contra Colsanitas y EPM

De cierta forma, los ataques contra el Invima, Colsanitas y EPM se podrían ver como inevitables: eventos normales en un tiempo en el que la seguridad digital ha tomado un papel determinante en nuestras vidas, así no seamos conscientes de ello. ¿Cómo asumir los riesgos y planear las respuestas de cara al futuro?

 

12,4 % es el crecimiento anual estimado del gasto en soluciones 

de ciberseguridad a escala global. / Mario Rodríguez.

Foto: Mario Fernando Rodríguez

 

“Fui a una cita y me dijeron que tenía que llevar mi historia clínica en físico, pero ¿cómo la descargaba si no había sistema?”.

“En una cita, el médico no sabía qué estaba pasando. Me dijo que llevaba días y nadie les había dicho nada. Y pues hacían lo que podían con papel y lápiz porque qué más”.

A finales de noviembre, dos servidores corporativos de Keralty (empresa detrás de los proveedores de salud Colsanitas y Sanitas) fueron vulnerados en un incidente de ciberseguridad, del cual fueron extraídos 700 GB (0,7 terabytes) en documentos de la compañía. Hasta el momento, lo que se sabe es que hay información financiera que cayó en manos de los atacantes, así como datos personales de algunos de los miles de usuarios que tiene la empresa en Colombia, según confirmó la compañía en un comunicado el 31 de diciembre.

El ataque fue perpetrado por un grupo conocido como RansomHouse, dedicado al secuestro de información de forma digital, una modalidad de crimen conocida popularmente como ransomware: una porción de datos es accedida sin permiso, robada y se solicita un pago para devolverla.

Hasta el momento, Keralty no ha dicho cuál fue el monto exigido por RansomHouse, pero Sergio Martínez, CEO de la empresa, aseguró que no han tenido contacto alguno con los atacantes.

Casi en paralelo al ataque contra Keralty, EPM reportó un incidente de seguridad digital que dejó fuera de línea varios servicios de la empresa, como el prepago del suministro de agua. En medio de su respuesta a este ataque, la empresa suspendió varios otros servicios de atención al público, como forma de cerrarles el paso a más vulnerabilidades mientras restablecía sus canales de comunicación y trámites con los usuarios.

Un mes antes del incidente en Keralty, en octubre, la víctima fue el Invima, entidad a la que le robaron información que impidió el normal funcionamiento de varias de sus plataformas. Los ladrones pidieron, en su momento, US$5 millones por el restablecimiento de los datos robados. Esta fue la segunda vez en 2022 que los atacantes lograron vulnerar la seguridad de esta institución (la primera fue en febrero).

La ocurrencia y escala de estos ataques bien pueden llevar a preguntarse, con algo de esperada alarma: ¿qué está pasando con la seguridad digital en Colombia? Y la respuesta rápida es todo y, a la vez, nada.

¿Pasó lo que tenía que pasar?

Entre enero y agosto de este año, la firma de seguridad Kaspersky registró un promedio de 4.000 ataques de ransomware por día en Latinoamérica; en agosto, hubo 50.000 incidentes en Colombia.

De acuerdo con el Mintic, entre noviembre y mediados de diciembre de 2022, fueron reportados 36 incidentes de ciberseguridad ante el Equipo de Respuesta a Emergencias Cibernéticas de Colombia (Colcert), casi uno por día: la suplantación de sitios web y la de dominios de correo electrónico fueron las prácticas más comunes (19 y ocho casos, respectivamente).

La cierta ubicuidad de estos ataques ha llevado a que incluso haya un nuevo segmento en el mercado de seguros, específico para necesidades de seguridad digital. Aunque esta cobertura aún está evolucionando, como reconoce Fasecolda (gremio de las aseguradoras), solo entre enero y junio de este año se han emitido más de $34.500 millones en pólizas de riesgo cibernético.

Este cúmulo de cifras sirve para entender un poco la magnitud del fenómeno. Eso que llamamos la nueva normalidad incluye cosas como el trabajo remoto, el uso (ocasional u obligatorio) de tapabocas y la ocurrencia constante de ataques digitales. Hay dos puntos acá: el primero es que los incidentes de ciberseguridad ahora están afectando a grandes empresas y entidades en Colombia y el segundo es que, por otro lado, el público se está enterando.

“Esto ya venía pasando y globalmente va en aumento. No es algo atípico. Y, de cierta forma, es un escenario que se podía prever porque hay estructuras criminales especializándose en ciertos tipos de infraestructuras y porque hay debilidades”, dice Pilar Sáenz, coordinadora del laboratorio de seguridad digital y privacidad de la Fundación Karisma.

Y en esto también concuerda Nicolás Urrutia, director asociado de la firma Control Risks y experto en seguridad digital: “No tiene nada de nuevo que esto pase a finales de 2022. La verdad, podríamos estar hablando de hace un tiempo incluso. Acá ha habido ataques de diferente tipo y grado de sofisticación a compañías grandes desde hace años. Lo que ha cambiado, hasta cierto punto, es la disposición de las empresas de comunicar qué está pasando”.

Más allá de una cierta normalización de los ataques, otra de las razones por las que ahora estamos hablando de este tema es que la pandemia trajo consigo un impulso nada despreciable en digitalización, que se puede entender en varias vías.

Una de ellas es el crecimiento en canales de acceso para cientos de servicios como consecuencia de las restricciones en presencialidad de los días más duros del covid-19. A la vez que son nuevas vías de comunicación e interacción para los usuarios con empresas y entidades estatales, también abre potenciales puertas y vulnerabilidades para nuevos ataques.

Y la otra dirección de crecimiento en digitalización tiene que ver con el trabajo remoto o los modelos híbridos de trabajar, que también emergieron (o al menos se popularizaron) con la llegada de la pandemia. Esto, de fondo, significa que millones de personas a escala global se llevaron la oficina a sus casas y, en este movimiento, parte de la infraestructura de tecnología de sus empresas.

La cosa acá es que este trasteo del lugar de trabajo no siempre se hizo siguiendo las mejores prácticas en seguridad digital. Y es por este lado que podemos comenzar a hablar de las cosas que han salido mal en términos de ciberseguridad y que, de fondo, propician el aumento de ataques contra empresas y personas.

Pero primero una aclaración. Como en muchos otros escenarios, es ciertamente más fácil juzgar desde el espejo retrovisor: con las cartas jugadas la sabiduría, de repente, se masifica. No se trata de excusar los errores cometidos (que ha habido, y hablaremos de algunos de ellos), sino de intentar lanzar luces de cara al futuro sobre cómo puede mejorar la preparación y la respuesta ante este tipo de ataques. La nueva normalidad, como ya dijimos, llegó con lecciones urgentes de bioseguridad, pero también de seguridad digital (que, honestamente, debieron ser masivas mucho antes de la pandemia).

La parte humana de la ecuación digital

“La hipótesis de que la gente trabaja por fuera de las oficinas es buena”, dice Sáenz al hablar de por qué estamos viendo estos ataques de alto nivel en el país. “Tiene que ver con los manejos de la información. Por ejemplo, en organizaciones de la sociedad civil hemos visto que hay mucha utilización de cuentas personales para asuntos institucionales, con poco criterio de contraseñas, sin cosas básicas como autenticación de dos pasos”, añade.

Si bien los esquemas de trabajo remoto fueron casi que una imposición de emergencia, prontamente comenzaron a reportar algunos beneficios operativos para trabajadores y compañías: menos horas perdidas en el tráfico, más disponibilidad de tiempo para asuntos personales y, en muchos casos, menores gastos para algunas empresas (con ahorros en cosas que van desde café y papel higiénico hasta arriendo de espacios de trabajo).

Pero en ese impulso de recortar presupuestos también hay peligros, pues “en las empresas grandes hay una cierta tendencia a implementar esquemas de trabajo híbrido a bajo costo: personas que trabajan utilizando sus equipos personales, por ejemplo. Y esto hace mucho más difícil establecer controles sobre acceso y uso de la información corporativa. Puede ser una buena práctica financiera en el corto plazo, pero a la larga sale mucho más costoso cuando llega un ataque digital”, asegura Urrutia.

“La seguridad dejó de ser responsabilidad de la empresa y se volvió de la casa”. La frase, de Eduardo Chavarro, especialista en respuesta a incidentes de seguridad digital de la firma Kaspersky, resuena fuerte porque resume este escenario, en el que cargas y pesos terminaron en manos de trabajadores, quienes no necesariamente tienen los conocimientos y herramientas para asegurar información que potencialmente puede resultar útil a la hora de un ataque digital.

Por supuesto, este no es el caso de todas las empresas, ya que “algunas sí habilitaron controles y protocolos propios de cara al trabajo remoto o híbrido”, como dice Chavarro. Pero lo cierto es que nuevas puertas fueron abiertas para, potencialmente, ser explotadas en incidentes de ciberseguridad.

Educación y entrenamiento

Por lo general, tendemos a pensar en las empresas de forma algo monolítica: una suerte de bloques que toman decisiones y se mueven dentro de la sociedad. Lo obvio acá es que las compañías terminan siendo la suma de cientos o miles de personas. Entonces, la ciberseguridad también hay que verla un poco más desde esta óptica más individual.

Esto implica que “hay que formar a las personas en este tema, no solo a los equipos de tecnología de la información (TI, como se les conoce popularmente): todos deben saber que sus acciones tienen consecuencias en términos de seguridad digital de las organizaciones y para los usuarios”, dice Chavarro.

En esto concuerda Sáenz, de Karisma: “La seguridad hay que pensarla en varias capas y una de estas es capacitar a las personas, por ejemplo, para que detecten mejor los ataques de ‘phishing’ y reporten más eficientemente los incidentes de ciberseguridad. Esto ayuda mucho a que, en el momento que toque responder a un ataque, quienes estén a cargo puedan hacerlo más rápidamente”.

Como ya se dijo, en cuestiones de seguridad digital la ocurrencia de un ataque no es tanto una cuestión de si va a pasar, sino cuándo. Y este elemento casi de inexorabilidad lleva a pensar en planeación de qué viene después de un incidente, como señala Urrutia, de Control Risks: “La respuesta a esos incidentes no puede ser netamente tecnológica. También implica tener planes de contingencia para mantener la operación y los sitios alternos de almacenamiento de la información más sensible, entre otras medidas. Las personas que conforman el corazón operativo de la compañía deben saber esto, cómo implementar un respaldo, por ejemplo. Eso hay que practicarlo una y otra vez, como las simulaciones de evacuación”.

Comunicar, comunicar, comunicar

Una porción de entender y asumir el escenario actual (y futuro, de paso) de la seguridad digital es comprender que uno de los elementos de la respuesta ante un incidente es comunicar clara y oportunamente que algo sucedió, qué se está haciendo y si hay información de usuarios finales en juego (en el caso de servicios públicos, por ejemplo).

Urrutia lo dice con claridad: “Las compañías tienen que comunicar muy bien qué está pasando, eso implica a los reguladores, medios, usuarios, proveedores... Sin individualizar un caso específico, sí hemos visto que con varias de esas empresas ha quedado la sensación de que no me están diciendo qué está pasando”.

La información técnica más completa sobre el ataque contra Keralty, con la cual abrimos este texto, se conoció hace apenas un par de semanas. O sea, cerca de un mes después de que sus sistemas fueran penetrados por RansomHouse. “En general, las respuestas al público han sido muy malas, salvo en el caso de EPM quizá, que sí salió a dar información. Y es que comunicar limita el camino a la especulación. La opacidad permite suponer el peor de los escenarios, incluso cuando no sea así”, asegura Sáenz.

Más allá del tren de decisiones que lleva a una empresa a ser abierta con este tema, Urrutia plantea un par de ideas que resultan interesantes para mejorar la respuesta ante estos incidentes: “Más allá de reconocer el riesgo, la responsabilidad de ese riesgo debe ser plenamente entendida como algo colectivo en el nivel más alto de una compañía, pues involucra a las áreas legales, operativas, la gerencia general y las comunicaciones. No funciona la idea de que este escenario se puede gestionar asignando más presupuesto a TI y que ellos son los únicos dueños y responsables cuando algo pasa”.

El otro aspecto de comunicación que puede resultar clave es pasar información entre organizaciones. “Nos falta tener protocolos para compartir datos sobre incidentes y así saber cómo protegerse. Hoy en día esa búsqueda de información por parte de algunas organizaciones no se maneja correctamente”, indica Chavarro.

Aunque el país ha mejorado de forma notable su marco legal en términos de ciberseguridad, aún queda camino por recorrer y para evolucionar. Por ejemplo, los expertos consultados coinciden en afirmar que hace falta más información pública disponible sobre los incidentes que se presentan en el país.

Y este vacío implica también tener órganos que articulen la experiencia de las empresas en la materia: grupos de ayuda y respuesta que no sean solo técnicos, sino que operen como foros de discusión para hablar sobre qué salió mal con miras a mejorar y prevenir. En estos casos, la experiencia de unos puede significar la salvación para otros.

Al final del día, quizá la parte más débil del eslabón son los usuarios finales: el paciente de los servicios de salud o quien necesita prepagar su suministro de agua. Y es en esta vía hacia donde deberían orbitar no solo la protección, sino las políticas de transparencia y comunicación. Más allá de los asuntos corporativos, en este terreno se juega la identidad digital de las personas, que desde hace años comenzó a ser más que un mero complemento de la experiencia diaria de cada uno.

 

Fuente: El Espectador