Usar la IA para identificar los «sabores del futuro»

La Inteligencia Artificial y la computación cuántica han unido sus fuerzas por primera vez en una ambiciosa investigación que se adentra en el funcionamiento del sabor . En las papilas gustativas de la lengua se encuentran diferentes receptores de sabor especializados. Cuando las moléculas presentes en los alimentos alcanzan estos receptores se genera una señal eléctrica que llega al cerebro y genera la percepción de lo que llamamos sabor. Esta investigación pretende profundizar en este proceso natural y prever qué sabores resultarán más o menos agradables al paladar del ser humano . «Básicamente, lo que hacemos es establecer una escala numérica entre diferentes moléculas para ver cuál genera más sabor», comparte para este medio José Manuel López Vilariño, director del equipo de investigación. Esta iniciativa, pionera en el mundo y promovida por Hijos de Rivera en colaboración con el Fujitsu International Quantum Center, el Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA) y la Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM), suma cinco años de estudio sobre la capacidad de los diferentes receptores (dulce, salado, amargo, umami,…) para asociarse con moléculas, conocido en el ámbito científico como 'docking molecular', y comprender cómo se generan los sabores. Para ello echan mano de todas las posibilidades que ofrece la tecnología cuántica, que supone un importante avance sobre los sistemas clásicos de análisis computacional. De forma más concreta, los investigadores trabajaron con «unas cien moléculas presentes en el lúpulo» para detectar «cuáles dan más sensación de frescor en la boca y cuáles menos» y prever el aporte de cada una de ellas «en medio de una mezcla cuando van en un alimento o en una bebida», especifica José Manuel López Vilariño, quien añade que no se centran tanto en si un sabor va a gustar más, sino en sí «va a gustar menos». Existen diferentes moléculas en las bebidas que pueden ser beneficiosas para el organismo, «pero algunas de ellas tienen sabores excepcionalmente desagradables». De esta manera, este proceso, apoyado sobre estas innovadoras técnicas de cálculo, permite conocer de antemano si un producto recibirá una buena acogida entre el público sin necesidad de poner en marcha «largos procesos de estudio de funcionalidad» o «ensayos in vitro». Si bien estas simulaciones se pueden realizar tanto en bebidas como en alimentos, el responsable del proyecto aclara que resulta más operativa su aplicación en las primeras, pues las moléculas «están más libres que en alimentos sólidos», por lo que la sensación de sabor «va a ser mayor y más fácil de notar». En definitiva, se trata de adelantarse al resto en la carrera por conocer cuáles serán «los sabores del futuro». La computación cuántica juega un papel fundamental en la investigación al romper con las propias limitaciones impuestas por los modelos tradicionales. «Al trabajar con aproximaciones de computación clásica nos encontramos que el comportamiento de algunas moléculas no daba un resultado adecuado», explica el director de la investigación. A partir de ahí, el equipo comenzó a trabajar con modelos cuánticos, lo que implicó desarrollar nuevos algoritmos, nuevos formas de cálculo y, para ello, el uso de QMIO, el nuevo ordenador cuántico instalado recientemente en el Centro de Supercomputación de Galicia, el CESGA, ubicado en el Campus Sur de la Universidade de Santiago de Compostela (USC). «Aunque se habla mucho de ellos, los ordenadores cuánticos aun no están disponibles para un uso corriente . Hay unos veinte en el mundo y la mayoría está en fase de pruebas«, puntualiza José Manuel López Vilariño. Y el instalado en el CESGA está permitiendo la primera aplicación mundial de un estudio de tecnología alimentaria y percepción del sabor. En el CESGA se diseñaron algoritmos cuánticos para evaluar las diferentes moléculas del lúpulo de la cerveza . «Tuvimos que reformular los algoritmos clásicos para darles 'una forma cuántica'», explica Mariamo Mussa Juane, doctora en física, investigadora en computación cuántica y miembro del grupo de trabajo. En la primera fase de la investigación se desarrollaron estos nuevos algoritmos para simular el comportamiento de las moléculas. Y la segunda fase, en la que se encuentra actualmente el proyecto, ha devuelto los primeros resultados a través del computador cuántico QMIO. Pese a la innovación que supone el empleo de la computación cuántica en este ámbito, José Manuel López Vilariño comenta que la Inteligencia Artificial lleva siendo una herramienta básica en sus investigaciones «desde hace muchos años «. Entre sus principales aplicaciones genéricas destaca la optimización de las ecuaciones de cálculo y la realización de modelos que permiten trabajar un importante volumen de datos o, en este caso, moléculas.