El iMATUS explora el influjo de la digitalización y la inteligencia artificial en el Día de los Materiales

Con motivo del Día Mundial de los Materiales, el Instituto de Materiales de la USC (iMATUS) impulsó ayer un Foro sobre Materiales Avanzados y Digitalización, en el que se exploraron las oportunidades de acelerar el descubrimiento de materiales mediante digitalización e inteligencia artificial (IA). La jornada, que contó con la presencia de la Comisión Científica Externa del iMATUS, reunió personal investigador del propio instituto con reconocida experiencia en modelización, simulación, análisis de resultados y predicción de propiedades mediante herramientas computacionales y IA.

El acto inaugural contó con la participación de Pedro Dolabella Portella del Fraunhofer Institute fuere Mechanics of Materials (Alemania) e impulsor de la plataforma MaterialDigital, que expuso los avances en transformación digital de la ciencia e ingeniería de materiales, y Javier Sanfélix, Policy Officer de la Comisión Europea, que presentó la estrategia europea en materiales avanzados. El contexto de esta iniciativa se enmarca en la llamada Industria 5.0, que exige nuevas formas de diseñar materiales avanzados combinando datos experimentales con modelos predictivos que cobren toda la cadena de valor, desde la idea inicial hasta el reciclaje al final de su vida útil.

Desarrollar un nuevo material es lento y costoso

En este escenario, las estrategias de Materials 4.0 van más allá de simplemente combinar técnicas: integran informática de materiales, caracterización de alto rendimiento y modelización multiescala en un proceso unificado de desarrollo de materiales ‘conocimiento-integrado’. En la actualidad, el desarrollo de un nuevo material sigue siendo lento, costoso y con alta incertidumbre; en campos críticos para la seguridad puede llegar a tardar hasta 20 años desde el laboratorio hasta la aplicación real. Al mismo tiempo, muchas tecnologías emergentes dependen de materiales que aún no existen. “Para dar respuesta la estas necesidades urgentes es indispensable un cambio de paradigma en la velocidad de desarrollo”, explica la catedrática de la USC y directora del iMATUS, Carmen Álvarez.

Revolución digital

Materials 4.0, concepto que hace referencia al desarrollo, la producción y el uso de materiales avanzados e inteligentes, representa una revolución digital que acelera el descubrimiento y la validación utilizando plenamente los datos; vinculando los mundos digital y físico mediante sistemas ciber-físicos; permite predecir, clasificar y controlar el comportamiento de los materiales, y facilita que los países adopten marcos intersectoriales con mayor rapidez, conectando gestión de riesgos, modelización, IA, informática de fabricación y análisis del ciclo de vida.

El iMATUS está trabajando para afrontar este reto de integración más allá de la investigación multidisciplinar tradicional. En palabras de su directora, Carmen Álvarez Lorenzo, la clave está en crear “lenguajes” comunes (ontologías) entre diferentes campos para que los datos computacionales y experimentales de los que dispone cada especialista puedan compartirse y utilizarse conjuntamente. Esto hace posible refinar los protocolos de modelización y testeo, garantizando que simulaciones por ordenador y experimentos de laboratorio se refuercen mutuamente.

La digitalización y la IA tienen el potencial de acelerar el descubrimiento y desarrollo de materiales entre 10 y 100 veces, al hacer que la generación de hipótesis, las pruebas y el análisis de datos sean más eficientes y estén conectados en un bucle de información rápida. “Este foro representa una cita crucial para impulsar la colaboración entre academia, industria y organismos públicos, y para sentar las bases de una nueva era en la ciencia de materiales digitalizada y conectada”, concluye la profesora Carmen Álvarez.