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Si bien innovaciones como el modelado informático, la inteligencia artificial (IA), la ciencia de datos y la informática de alto rendimiento (HPC) están redefiniendo industrias enteras, las oportunidades no están distribuidas uniformemente en toda Europa.
«En Chipre, hemos perdido algunos de los beneficios, especialmente en comparación con otros países de la Unión Europea (UE), en parte debido a las dificultades para atraer y retener el talento calificado adecuado», explica Vangelis Harmandaris, titular de la cátedra del Espacio Europeo de Investigación (EEI) del proyecto SimEA.
La cátedra del EEI es una iniciativa financiada con fondos europeos que ayuda a los investigadores a colaborar con instituciones en países cuyo rendimiento en investigación e innovación podría beneficiarse de un impulso: los denominados «países en expansión».
Al aprovechar esta oportunidad para ampliar las oportunidades locales de ingeniería y ciencia informática, el equipo de SimEA se propuso avanzar en el diseño de materiales basados en ordenador en Chipre, a la vez que forjaba colaboraciones industriales duraderas.
«Nuestros diseños informáticos reducen significativamente el coste y el tiempo de los ciclos experimentales y han posicionado al equipo como un socio atractivo para la industria en Chipre, Europa y más allá», afirma Harmandaris.
El equipo de SimEA logró atraer dieciocho proyectos (siete de ellos con la industria) gracias a exitosas solicitudes de subvención competitivas, que superaron con creces la inversión inicial de la UE.
Optimización rápida de materiales
El proyecto SimEA se centró en las tecnologías y los materiales avanzados con más probabilidades de afrontar una variedad de desafíos sociales e industriales emergentes, priorizando aquellos relacionados con la transición verde.
Por ejemplo, las simulaciones de sistemas físicos exploraron nanocompuestos poliméricos y películas delgadas esenciales para aplicaciones automotrices y de tecnología verde, como el almacenamiento de energía. Estas simulaciones y métodos de ingeniería basados en aprendizaje automático molecular predijeron cómo las nanopartículas podrían mejorar las propiedades mecánicas y el rendimiento general de los materiales compuestos. Ello les permitió identificar las aplicaciones, como los materiales catalíticos para la reducción de CO2 y la energía, que tenían más probabilidades de beneficiarse.
«Este enfoque multiescala proporciona información valiosa que sería difícil, o a veces incluso imposible, obtener experimentalmente. El uso de ordenadores para explorar el proceso de diseño de materiales lo hace más específico y rentable», comenta Harmandaris.
El equipo también trabajó en biomoléculas para aplicaciones biotecnológicas y farmacéuticas, además de modelar las interacciones entre fluidos y estructuras relevantes para aplicaciones de ingeniería, como la recogida de agua y los dispositivos biomédicos.
Las colaboraciones con el mundo académico y los socios industriales nacionales han sido clave para el enfoque del proyecto. «Nuestras áreas de enfoque aprovechan las fortalezas de los socios, a la vez que satisfacen sus necesidades de crecimiento, garantizando no solo la relevancia científica de nuestros resultados sino también impactos en el mundo real», agrega Harmandaris.
Sin embargo, no todo fue color de rosa, como explica Harmandaris: «Alentar a las pymes a adoptar métodos que prioricen la simulación requirió paciencia. La integración de simulaciones basadas en la física, algoritmos de aprendizaje automático y herramientas de HPC implica curvas de aprendizaje pronunciadas, por lo que la formación local ayudó a desarrollar las habilidades altamente especializadas que se necesitaban».
Las cátedras del EEI pueden ayudar en este sentido otorgando subvenciones que apoyan actividades esenciales, pero no relacionadas con la investigación, como el reclutamiento de equipos, la capacitación, la creación de redes y las publicaciones. De este modo, no solo se consolida la excelencia investigadora y la capacidad para obtener financiación competitiva para la investigación, sino que también se aumenta el atractivo de las instituciones, regiones y países de acogida para los investigadores con movilidad internacional.
El aumento de la generación y transferencia de conocimientos impulsa tanto la disponibilidad de empleos altamente cualificados en la isla como la competitividad de las industrias con sede en Chipre.
Alineación con las prioridades de investigación europeas
Al impulsar la capacidad de diseño de materiales avanzados para sectores centrales de los esfuerzos de sostenibilidad, como la energía y el transporte, el equipo de SimEA se alinea con el Pacto Verde Europeo y las ambiciones de transformación digital.
Sin embargo, para que el ecosistema de investigación de Chipre pueda hacerlo a largo plazo, se necesita una infraestructura de apoyo.
La creación del primer grupo de la cátedra del EEI de ingeniería informática en Chipre ha ayudado a lanzar investigaciones para fortalecer el ecosistema HPC del país y desarrollar capacidad en ingeniería basada en simulación y datos.
Mientras tanto, la creación de la Oficina de Innovación en la Gestión en el Centro de Investigación en Ciencia y Tecnología Basada en la Computación (CaSToRC), con la misión de impulsar la capacidad de innovación (en particular a través de un programa de exploración industrial), junto con las asociaciones industriales y gubernamentales, debería resultar estimulante.
Además, un programa industrial, inaugurado en el Instituto de Chipre, está construyendo un canal de innovación sostenible, guiado por iniciativas como EuroCC 2 y los Centros Europeos de Innovación Digital (DiGiNN).
Y para fomentar las colaboraciones europeas, un miembro del proyecto SimEA fue elegido para el Comité Ejecutivo de la Red Europea de Matemáticas Industriales (EU-MATHS-IN), y también se establecieron redes nacionales: CY-MATHS-IN para matemáticas industriales y Cy-AMN, el grupo de materiales avanzados.
El equipo continúa validando y ampliando sus logros, extendiendo las simulaciones a proyectos piloto industriales y a la fabricación en el mundo real, beneficiándose de una colaboración más estrecha con socios de toda la UE.
Aunque el aprendizaje y las herramientas de SimEA ya están disponibles de forma abierta, y se anima a la industria local a aprovecharlos, el proyecto está desarrollando ahora nuevas técnicas híbridas para diferentes materiales.
«En última instancia, el verdadero beneficio de acelerar el diseño de materiales avanzados es para las personas y el planeta, ya que ofrece nuevas soluciones tecnológicas ecológicas y productos sostenibles con una menor huella medioambiental», afirma Harmandaris.