Planteamiento

El programa INVESTIGA - IBM SkillsBuild es un programa educativo que tiene como objetivo fomentar el interés por la investigación y aprender activamente mediante el trabajo en temas científico-técnicos de actualidad.

Vivir la experiencia INVESTIGA es aprender a emocionarse con la ciencia, tener la oportunidad de desarrollar en los alumnos/as competencias que no se pueden adquirir solo en el aula.

 

¿A quíen se dirige?

Pueden participar en el programa estudiantes de 4º de la ESO

 

Objetivos

• Fomentar el interés por la investigación, la tecnología y la innovación.
• Favorecer el trabajo en equipo y la posibilidad de relacionarse con investigadores españoles expertos en distintas áreas.
• Potenciar el uso de las nuevas tecnologías aplicadas a los trabajos de investigación escolar.
• Desarrollar en los participantes competencias básicas para su desarrollo posterior.
• Conocer la ciencia de calidad que se lleva a cabo en las diferentes áreas del conocimiento en España.

 

Inscripción del centro docente

• El centro debe inscribirse en el programa antes del día 29 de noviembre de 2023 a través de este formulario: inscripción de centros

 

El desarrollo del programa transcurre por varias fases:

Fase Escolar

Inscripción de los alumnos: todos los alumnos que deseen participar, deben inscribirse antes del día 29 de noviembre de 2023, indicando el tema elegido y la dirección de correo electrónico de cada alumno.
Participación en el foro virtual: los alumno spodrán acceder al foro www.foroinvestiga.org y poner en común la información, debatirla, contrastar sus hipótesis y preguntar sus dudas a los expertos. Este foro es el lugar de encuentro e intercambio de información.

Presentación de introducción al trabajo: todos los participantes deberán entregar la introducción del trabajo antes del día 17 de enero 2024.

¿Cómo deben realizarse los trabajos? Los alumnos pueden acceder, en la página web www.programainvestiga.org en el apartado documentación de la edición, a la guía general de desarrollo del trabajo y a una guía introductoria específica sobre cada tema, elaborado por un experto en la materia, para ayudarles a iniciar sus investigaciones y reflexiones.

Todos los participantes dispondrán de un recurso de formación IBM Skillbuild sobre Inteligencia artificial - IA que les servirá como base general para el desarrollo de cualquiera de los cinco temas específicos propuestos, y cuya realización es un requisito imprescindible de participación para ser seleccionados al congreso nacional. Cada participante deberá registrarse con su email y realizar la formación en el siguiente enlace “Que es la inteligencia artificial”, se considerará realizado una vez clicado al final del módulo “actividad finalizada”

Selección de los trabajos: el profesor seleccionará cinco trabajos representantes del centro, uno por cada tema.

Presentación de los trabajos: la fecha límite de recepción de trabajos, previamente seleccionados por el profesor (uno por cada tema) será el día 13 de marzo de 2024.

 

Congreso Nacional

Asistencia al Congreso: el congreso será presencial en Madrid y participarán los cinco alumnos/as de cada centro (acompañados de su profesor/a) que hayan sido seleccionados tras la valoración global de todos los trabajos y de su actividad en el foro. A este respecto se valorarán aspectos tales como la aportación de información y/o fuentes de utilidad, orden, calidad y coherencia de los comentarios, seguimiento de normas etc. Los trabajos serán evaluados por expertos de cada tema.

Desarrollo del Congreso:
Los participantes trabajarán en grupos de investigación por temas para la puesta en común de los trabajos realizados, bajo la dirección de investigadores especializados en los mismos.

Asimismo, mantendrán encuentros con investigadores nacionales y personas relacionadas con el mundo de la innovación, se realizarán dinámicas de grupo y otras actividades complementarias.

Los profesores asistentes dispondrán de un programa paralelo exclusivo con distintas actividades culturales, donde podrán establecer vínculos con profesores/as de otros centros.

Gastos: todos los gastos de la actividad, una vez que los participantes estén en Madrid, estarán cubiertos por la organización.

 

Semana del Investigador

Selección: la selección para esta fase se realizará individualmente y los participantes tendrán la oportunidad de colaborar, durante varios días, en un centro de investigación, donde se les asignará un tutor que les oriente en sus actividades. Este centro estará relacionado directamente con el tema sobre el que realizaron el trabajo.

Durante esta actividad se potenciarán los contactos con centros de investigación en España.

Gastos: todos los gastos de la actividad, una vez que los participantes estén en Madrid, estarán cubiertos por la organización.

 

Temas

Los cinco temas propuestos para el curso 2023-2024 son los siguientes:

Línea de Salud:

“Salud Digital: Ciencia de datos al servicio de la medicina”.El aprendizaje máquina (ML, machine learning) es una de las actividades científico técnicas más importantes en la actualidad, hasta tal punto que ya se considera que ha logrado constituir el 4º paradigma científico, hoy vigente. Y su aplicación en el campo de la Salud está contribuyendo a generar nuevas hipótesis científicas que, a partir de grandes cantidades de datos (Big Data) y empleando multitud de algoritmos, basados en diferentes familias de teorías científicas, permiten obtener nuevo conocimiento científico analizándolos.

En esta edición del programa vamos a utilizar ML para extraer el concepto de un dataset médico. Esto va a servir para diagnosticar rápidamente una enfermedad por un profesional de la salud, una vez extraído el concepto relativo a una enfermedad médica representada por el dataset. Si un paciente nuevo acude al médico, éste puede decidir rápidamente si padece esa enfermedad o no. De esta forma podemos extraer mediante ML conocimiento médico del dataset referente a esa enfermedad y los profesionales pueden diagnosticarla rápidamente sabiendo bien unas pocas características del paciente. Esto es especialmente útil en enfermedades nuevas, nuevas variantes de enfermedades, o enfermedades poco conocidas o no suficientemente investigadas. Este conocimiento médico adquirido puede servir a su vez para prevenir la aparición de la enfermedad o saber mejor cómo tratarla en pacientes que ya la padecen.

Línea de Energía y medioambiente:

"¿Por qué la transición energética necesita a la inteligencia artificial?".La transición energética pretende principalmente sustituir progresivamente los combustibles fósiles por fuentes de energía basadas en recursos renovables para lograr la necesaria descarbonización de nuestra sociedad. Pero los principales recursos renovables como son la radiación solar o el viento son variables y difíciles de predecir, por lo que la gestión de la energía eléctrica va a ser compleja.

Además, éstas tecnologías son distribuidas, lo cual quiere decir que frente a una producción centralizada en plantas de gran potencia evolucionamos a multitud de centrales de múltiples tamaños, interconectadas entre sí a través de la red eléctrica.

Para poder gestionar una generación y demanda variables se va a requerir a su vez de múltiples sistemas de almacenamiento de energía y de gestión de la demanda ya sea a través de cargas regulables como la desalación, producción de hidrógeno, producción de frío o calor o directamente variando la demanda de energía de los consumidores mediante señales de mercado (precio de la energía).

Pero todo este complejo sistema multivariable tiene que cumplir en todo momento que la energía eléctrica generada es exactamente igual que la consumida. Al final, el proceso de regulación necesario para que el sistema eléctrico funcione correctamente ya existe, pero a medida que el sistema va incrementando su dependencia en fuentes de energía limpias, aumenta la dificultad de lograr una gestión óptima por lo que la inteligencia artificial puede ayudar mucho a realizar esa gestión. ¿Pero cómo? Pues facilitando la rápida repetición de múltiples tareas como por ejemplo buscando a partir de ingentes cantidades de datos medidos en diferentes escenarios del sistema patrones que le permitan al sistema de gestión para tomar decisiones óptimas rápidamente.

La inteligencia artificial es una herramienta muy poderosa y útil pero no es infalible. Por ejemplo, si alguno de los escenarios posibles no ha sido identificado podemos tener problemas, por lo que la participación humana va a seguir siendo necesaria.

Línea de Ciencias del Espacio:

“IA en el la exploración planetaria: extendiendo la última frontera”. Al igual que en resto de áreas del conocimiento humano, la llegada de la inteligencia artificial al espacio está teniendo un gran impacto. Como en la Tierra, su uso se está extendiendo a todas las disciplinas de la ciencia y tecnología espacial, y eso es a día de hoy algo muy real lejos de la ciencia ficción. Sin embargo, queremos dar un paso más y en esta edición pretendemos ilusionar a los alumnos con la futura colonización de Marte y queremos que, desde su perspectiva, nos ayuden a entender cuán importante será el papel de la IA en tan colosal empresa.

Línea de Nanotecnología y nuevos materiales:

"Nanotecnología e Inteligencia artificial: la conexión entre dos tecnologías emergentes"En esta edición nos encontramos ante el reto de conectar dos tecnologías emergentes: la que permite la manipulación de la materia a escala atómica y la que permite diseñar sistemas que tengan comportamientos cognitivos similares a los que tenemos los humanos. Se trata de encontrar la manera en la que la nanotecnología y la inteligencia artificial están conectadas, cómo la primera puede permitir el avance de la segunda, y cómo esta puede ayudarnos a explorar y entender el nanomundo.

Se trata de un muy interesante reto para las personas que participen en esta edición del certamen ya que requiere acercarse y familiarizarse con dos líneas de investigación que están en la frontera del conocimiento. En este documento se dan algunas pistas sobre cómo adentrarse en este territorio. En resumen se trata de presentar trabajos que exploren la relación entre ambas disciplinas desde diferentes puntos de vista, con creatividad y originalidad.

Línea de Tecnologías de la información y las Comunicaciones:

“Procesamiento de imágenes biomédicas mediante IA”. El trabajo de investigación se va componer de las siguientes actividades: Buscar e identificar bases de datos abiertas de imágenes biomédicas, realizar un exploratorio y preprocesamiento de las imágenes, analizar los modelos predictivos de procesamiento de imágenes del estado del arte, explorar y resumir el estado actual de la IA generativa en imágenes.