La Universidad de La Laguna, el Instituto Tecnológico y de Energías Renovables (ITER) y la empresa Light Bridges avanzan en el desarrollo de un doctorado industrial pionero: GPU Applications for Astronomy in Massively-Multiplexed Optical Observatories. Se trata del primer doctorado en computación en España financiado íntegramente por una start-up, según el diseño del investigador en colaboración público-privada, Antonio Maudes, consolidando la viabilidad de este modelo de cooperación y haciendo uso del Régimen Fiscal Canario (REF).
El proyecto une la excelencia académica de la ULL, la potencia de cálculo del ITER y la investigación de vanguardia de la empresa. “Esta colaboración entre la Universidad de La Laguna y la start-up Light Bridges ha demostrado ser una iniciativa muy valiosa”, explica Pino Caballero Gil, catedrática en Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial de la ULL, “al hacer posible que un egresado de esta universidad, Samuel Lemes, vuelva al entorno universitario con un sólido objetivo investigador”.
Este doctorado industrial ha permitido “no solo impulsar la innovación aplicada a la empresa, sino que además le ha permitido abordar con éxito y solvencia científica un problema práctico de seguridad en astronomía, conectando de forma ejemplar la investigación doctoral con necesidades reales del sector”, explica la catedrática.
Bajo la dirección de Caballero Gil y el astrofísico Miquel Serra-Ricart, director científico de Light Bridges, el equipo ha anunciado recientemente sus primeros resultados de investigación. El trabajo, que firma Lemes como primer autor, aborda un reto crítico en la astronomía moderna: la generación, procesamiento y acceso eficiente a catálogos masivos de imágenes astronómicas en telescopios robóticos antes de su empleo para ciencia o su publicación oficial.
El artículo ha sido enviado a una revista internacional de alto impacto y se encuentra actualmente en proceso de evaluación. El preprint, titulado “A High-Throughput AES-GCM Implementation on GPUs for Secure, Policy-Based Access to Massive Astronomical Catalogs” puede consultarse aquí.
“Uno de los principales problemas de seguridad abordados en esta tesis se presenta habitualmente en los estudios astronómicos en los que se generan catálogos masivos de imágenes, que requieren un acceso eficiente y seguro, y donde la confidencialidad e integridad de los datos son primordiales”, indica Caballero Gil.
Para ello, han desarrollado un marco o framework innovador que combina la criptografía avanzada (mediante políticas de control de acceso granular para garantizar la integridad de los datos científicos) y la aceleración por GPU, empleando estos procesadores gráficos para implementar protocolos de cifrado a altísima velocidad, eliminando los cuellos de botella tradicionales en el procesamiento de grandes volúmenes de datos, lo que asegura su integridad y trazabilidad. Este avance es fundamental para cumplir con los principios FAIR (datos localizables, accesibles, interoperables y reutilizables) sin comprometer en ningún caso la confidencialidad durante las fases críticas de la investigación.
El TTT: El cerebro robótico del Teide
La investigación tiene su aplicación directa en el Two-meter Twin Telescope (TTT), gestionado por Light Bridges en el Observatorio del Teide. El TTT, con telescopios robóticos de dos metros y de ochenta centímetros, es actualmente la infraestructura robótica plenamente automatizada más grande del mundo.
Gracias a una arquitectura computacional en capas, el TTT utiliza Inteligencia Artificial para optimizar su programación nocturna, mientras que las GPUs se encargan del seguimiento sintético y el procesamiento de fotometría y astrometría de precisión. Este doctorado industrial permite que el TTT complemente su actividad científica como observatorio, con sus objetivos tecnológicos, configurando una bancada de pruebas tecnológica única, con veinte estaciones focales para la rápida validación de nuevos instrumentos.
“Los telescopios robóticos son el futuro de la astronomía moderna. Y la única forma de conseguir alcanzar alta competitividad es poder extraer la información de las imágenes lo más rápidamente posible. Gracias al procesado usando GPU los telescopios TTT pueden ofrecer imágenes completamente procesadas en un máximo de una hora después de su observación”, comenta Serra-Ricart, codirector de la tesis.
Un modelo para el futuro
Este doctorado industrial, apoyado por la infraestructura de supercomputación del ITER, perteneciente al Cabildo de Tenerife y el centro de datos de Light Bridges, posiciona a Canarias como un referente en la economía del conocimiento y el empleo inteligente del REF para I+D. Demuestra que las empresas emergentes locales tienen la capacidad de tracción de proyectos de investigación que resuelven problemas globales en sectores estratégicos como el aeroespacial, la ciberseguridad y la inteligencia artificial.
“Confío en que esta fructífera colaboración pueda continuar y ampliarse en el futuro, por ejemplo, en el ámbito de la comunicación cuántica, área en la que tanto la empresa como el grupo de investigación en criptología de la Universidad de La Laguna, que lidero, somos especialistas y en la que venimos trabajando intensamente desde hace ya varios años”, concluye Pino Caballero.
