Fernando Esponda, una mente revolucionaria

Profesor del Departamento Académico de Computación

Fue nombrado “Revolutionary Mind for 2008” por la revista SEED.

El profesor Fernando Esponda Darlington del Departamento Académico de Computación del ITAM fue nombrado "Revolutionary Mind for 2008" por la Revista SEED.

Este reconocimiento se otorga desde hace dos años, y en esta sexta edición se le concedió a cinco científicos líderes de la cultura científica, que están llevando a cabo investigaciones vanguardistas enlazando varios campos científicos y que están influyendo la manera como vemos el mundo. Esta misma distinción se le ha otorgado a científicos como Dalton Conley, Pardis Sabeti, Peter Norvig, entre otros.

El profesor Esponda es ex alumno de Ingeniería en Computación del ITAM. Se graduó en 1995 con la tesis titulada Periodo de vida y extinción en algoritmos genéticos, dirigida por el Dr. Marcelo Mejía, actual Director de la División Académica de Ingeniería.

¿Cuál es el proyecto que lo hizo acreedor de este nombramiento?

Empecé trabajando en un proyecto haciendo simulaciones del sistema inmune de los animales vertebrados. Una de las tareas del sistema inmune es proteger al cuerpo de enfermedades; el problema es que cuando los virus y las bacterias (los patógenos) evolucionan, el sistema inmune debe detectar enfermedades que nunca ha visto. La forma como el sistema inmune resuelve esto es presentando a las células inmunes recientemente creadas, todavía inmaduras, una muestra de los "componentes" que normalmente se encuentran en el cuerpo. Si una de estas células reconoce algo en la muestra, muere; sólo aquellas que no detectan nada durante un período determinado son liberadas hacia el resto del organismo. Así, cuando una célula madura inmune reconoce algo, es porque que ha identificado a un agente exógeno y, potencialmente, a uno patógeno. Lo que me llamó la atención es que el conjunto de todas estas células definen lo que tú eres, especificando individualmente lo que tú no eres. Eso es algo que hacemos en otros ámbitos también, porque nos definimos por lo que no somos, lo que no nos gusta hacer. Muchas veces sabemos mejor lo que no queremos, que aquello que sí queremos.

Mi proyecto es una simplificación de esto, aplicado al mundo de la información. Trabajo con bases de datos, por ejemplo, con un directorio que contiene nombre, dirección, teléfono y demás datos de contacto. Yo puedo, en lugar de guardar los primeros datos, guardar todos los posibles nombres, direcciones, etcétera, excepto los que se encuentran en el directorio. Los datos de interés no están textualmente en esa libreta negativa, por lo que, potencialmente, estás protegiendo datos confidenciales.

Sin embargo, si se quiere hacer algo serio, tiene que formalizarse, así que lo llevé al mundo de la seguridad de información, alejándome del mundo biológico. De esta forma, realicé pruebas y demostraciones para constatar si era posible utilizar esta idea para aplicaciones de seguridad.

Cada vez existe más información digitalizada y su demanda es cada vez mayor. Una parte de mi trabajo se concentra en elaborar una herramienta para poder resguardar la integridad de los datos. Las bases negativas, como le llamo a estas construcciones, restringen el tipo de preguntas que se pueden contestar eficientemente acerca de los datos; puedes preguntar cosas muy específicas, como verificar la presencia de una dirección en particular, pero no muy generales, como listar todas las direcciones de las Lomas, por ejemplo.

Otra aplicación de este proyecto consiste en recopilar información de manera que se resguarde la privacidad de quien la da. Un ejemplo de esto sería cuando se hacen encuestas con preguntas sensibles que la gente no quiere contestar. En estos casos, se evita realizar encuestas anónimas que tienen la desventaja de no poder realizar estudios longitudinales donde se debe seguir entrevistando a la gente que ya se entrevistó. De esta forma, no es necesario que la encuesta sea anónima y así se puede dar seguimiento a las mismas personas.

Otra alternativa para recopilar información privada es "encriptar" las respuestas; sin embargo, como sujeto de la encuesta, debes saber y entender de "encripción" para confiar en sus garantías. Por otro lado, el problema es que, como existe una forma de abrir la información, "desencriptándola", cualquiera que consiga la llave puede revisarla. Esto es más delicado, ya que la privacidad depende de las medidas de seguridad que se tomen para resguardar la llave.

Mi técnica consiste, entonces, en dividir las posibles respuestas que se presentan al encuestado en categorías, y en lugar de preguntar "selecciona la categoría en donde está tu respuesta", pregunto "selecciona una de las categorías en donde NO está tu respuesta". Siempre y cuando el cuestionario tenga más de dos opciones, la información que se requiere de los sujetos, en la encuesta negativa, es menor que en su contraparte positiva. Un cuestionario revela una de las posibles categorías a las que el sujeto no pertenece y mantiene oculta su verdadera pertenencia, sin recurrir a la "anonimidad" o a la "encripción". Lo interesante es que aun con esta menor cantidad de información, se pueden calcular ciertas estadísticas poblacionales, como la media y la varianza. Ya sabiendo lo que no es cada individuo, podemos calcular lo que sí es la población total, como en el sistema inmune.

Otra de las aplicaciones de este proyecto no requiere encuestar a personas sino a sensores distribuidos. Por ejemplo, sensores que miden la velocidad de los coches en Estados Unidos. Estos sensores se instalan en los coches y están conectados por satélite a una central. Si quisiéramos saber la velocidad promedio en una carretera, podríamos preguntar a cada auto su velocidad. Sin embargo, revelar esta información no conviene a los automovilistas, ya que puede afectar, entre otras cosas, su prima de seguros. Lo que yo sugiero es que mejor reporten una velocidad a la que no van y, usando mi técnica, calcular la velocidad promedio.

Todo esto también tiene raíces filosóficas: las cosas que no haces, que no te gustan, lo que dejas de hacer, las opciones que no tomaste dicen algo de ti y esa información es valiosa. Tus decisiones dejan atrás una estela de caminos no tomados, es parte de tu imagen, es una parte social que sirve para conocer una parte de ti, como miembro de una sociedad. Una revista de filosofía, The Philosophers' Magazine , publicó en 2006 un artículo en el que se habla de mi trabajo y su relación con esa disciplina.

Asimismo, en junio de 2007 me invitaron a Oslo a dar una plática a un grupo de artistas porque ellos, desde hace mucho tiempo, conocen el valor de lo negativo, la relación entre el fondo y la figura. Por ejemplo, las esculturas se hacen primero haciendo un molde y eso es el negativo. Para ellos, mi trabajo es potencialmente el principio de una teoría formal de lo negativo aplicado a lo artístico.

¿Cuánto tiempo tardó en desarrollarlo?

Este proyecto lo empecé en 2005, cuando comencé mi tesis doctoral en la Universidad de Nuevo México. Tiempo después, lo seguí desarrollando en la Universidad de Yale y ahora, en el ITAM.

¿Esperaba este resultado?

No esperaba este resultado. Cuando empecé, no sabía adónde iba a llegar: fue un momento de sorpresa cuando descubrí que sí se podía representar de manera exacta y eficientemente lo negativo de algo. Tampoco esperaba que con el resultado de una encuesta negativa se pudieran calcular propiedades de una población.

También este reconocimiento fue sorpresivo, no me lo esperaba. Sobre todo porque no me postulé para recibirlo. Fue algo que se me otorgó por el trabajo que estoy realizando.

¿Qué herramientas le dio el ITAM para poder desarrollar este tipo de proyectos?

El ITAM me ha dado las herramientas de la ingeniería, el equipo de cómputo, libros especializados, la posibilidad de platicar con profesores; pero, sobre todo, me ha dado el tiempo que necesito para seguir investigando en un ambiente estimulante.

Ahora estoy buscando estudiantes para que hagamos su tesis sobre este tema y poder seguir desarrollando el proyecto.

¿Por qué decidió realizar este proyecto?

Mi interés siempre ha sido el procesamiento de información (cómputo) en diferentes medios. En particular, descubrir las funciones que se están calculando en la naturaleza (hormigas, abejas, tránsito de coches), qué es lo que se está procesando. Me interesa mucho el sistema inmune. Éste no tiene un órgano central que maneje todo: es un sistema descentralizado, es inteligente, ya que hace trabajos interesantes y complicados, todo sin un cerebro orquestando.

Mi objetivo es, en algún momento, regresar a lo biológico e intentar aplicar los que he aprendido de las representaciones negativas de la información para entender mejor (o de manera diferente) el funcionamiento del sistema inmune. Por ejemplo, las bases negativas se pueden convertir en formulas lógicas que sirvan para analizar los datos positivos. Supongamos que podemos tomar una muestra de tus células inmunes y usando esta técnica, transformarlas en una fórmula, que luego podemos estudiar para descubrir ciertas características, como tus debilidades inmunológicas. Para eso, voy a trabajar con biólogos y otros especialistas. De hecho ya he hablado de esto con el Departamento de Biología de la Universidad de Nuevo México y están muy interesados. Actualmente nadie usa este método, es muy nuevo y, como cualquier investigación, se tienen que hacer pruebas para después aplicarlo con credibilidad.

El modelo del proyecto ha evolucionado para que sea un buen método de seguridad. Se puede utilizar, pero todavía le falta madurez. Debo ampliar más la teoría y hacer más eficientes los programas en todos los aspectos. Con respecto a las encuestas negativas, lo que resta es iniciar un estudio sociológico para determinar si, efectivamente, la gente está más dispuesta a responder una encuesta negativa que su contraparte positiva.

Llevar las cosas de la teoría a la práctica no es cosa fácil; es importante tener un prototipo y que otras personas lo comprueben para que realmente cumpla con su objetivo.

Este proyecto fue publicado en la revista The Economist , en septiembre de 2006.

Si deseas obtener mayor información, envíanos un correo a: fernando.esponda@itam.mx

Gracias por la entrevista, Blog ITAM