El Instituto de Inteligencia Artificial e Interacciones Fundamentales (IAIFI) dirigido por el MIT ha recibido un apoyo renovado de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) por cinco años más, aumentando la financiación anual de 4 millones de dólares a 4,98 millones de dólares. La renovación marca una nueva fase para la IAIFI, que ha pasado sus primeros cinco años construyendo un modelo de investigación y una comunidad interdisciplinaria en torno a una premisa central: que la IA puede abrir nuevas formas de hacer física, mientras que la física puede ayudar a moldear mejores sistemas de IA.
Lanzado en 2020 como parte del programa de los Institutos Nacionales de Investigación de Inteligencia Artificial, IAIFI reúne a investigadores del MIT, junto con las universidades de Harvard, Northeastern, Tufts y Boston. Su trabajo ha demostrado que el aprendizaje automático puede acelerar los descubrimientos en física, mientras que los conocimientos de la física pueden hacer que los sistemas de inteligencia artificial sean más interpretables y basados en principios.
“Desde el principio, la IAIFI se ha construido en torno a una vía de doble sentido: la IA que permite una mejor física y la física que permite una mejor IA”, dice Jesse Thaler, director de la IAIFI y profesor de física en el MIT. “Hemos visto este círculo virtuoso desarrollarse en múltiples áreas de la física y la IA durante los últimos cinco años. El intercambio está produciendo no sólo nuevos resultados, sino formas genuinamente nuevas de hacer ciencia”.
Investigación sobre física e inteligencia artificial
La investigación de la IAIFI abarca la física de partículas, la física nuclear, la astrofísica y la IA fundamental, y muchos avances surgen de colaboraciones en esas áreas.
En física de partículas, los investigadores de IAIFI han desarrollado técnicas de inteligencia artificial para manejar las inmensas velocidades de datos del Gran Colisionador de Hadrones en tiempo real, ayudando a convertir una manguera de datos de colisiones en física procesable. En física nuclear, los investigadores del IAIFI están utilizando métodos generativos basados en IA para modelar las interacciones de quarks y gluones en la cromodinámica cuántica reticular, creando nuevas formas de estudiar la estructura de la materia a partir de los primeros principios. En astrofísica, el aprendizaje automático se utiliza para descubrir nuevos fenómenos cósmicos y mejorar la sensibilidad del experimento de ondas gravitacionales LIGO dirigido por el MIT.
Al mismo tiempo, las ideas de la física están influyendo en el desarrollo de nuevos métodos de IA. Los investigadores de IAIFI están desarrollando algoritmos de aprendizaje y nuevas arquitecturas de modelos que incorporan conocimientos de física y mejores prácticas (incluidas simetrías, estructuras geométricas, garantías de exactitud y metodologías estadísticas) directamente en redes neuronales, produciendo sistemas que son más confiables, interpretables y eficientes en términos de datos.
“La IA ha comenzado a transformar la forma en que los físicos abordan algunos de los problemas más desafiantes del campo”, dice Mike Williams, director interino de IAIFI y profesor de física en el MIT. “Más importante aún, está comenzando a ampliar la frontera de los problemas que podemos abordar de manera realista, haciendo posible abordar cuestiones que alguna vez estuvieron completamente fuera de nuestro alcance”.
Formar a la próxima generación
Una característica definitoria de IAIFI es su inversión en las personas. El programa de becarios postdoctorales de la IAIFI apoya a los científicos que inician su carrera que realizan investigaciones en la intersección de la física y la inteligencia artificial, emparejando a cada becario con mentores en ambos dominios y fomentando la colaboración entre instituciones.
Ocho becarios han completado el programa hasta la fecha. Tres han asegurado puestos docentes; otros han asumido funciones de investigación en empresas líderes en inteligencia artificial o se han unido a nuevas empresas, lo que refleja cuán ampliamente se traducen las habilidades cultivadas en IAIFI.
“La beca IAIFI muestra lo que puede suceder cuando a los científicos que inician su carrera se les da la libertad y el apoyo para trabajar más allá de las fronteras tradicionales”, dice Phiala Shanahan, subdirectora interina de la IAIFI y profesora de física en el MIT. “Nuestros becarios no sólo contribuyen a la física o a la IA por separado, sino que también ayudan a dar forma a un campo en crecimiento en la intersección”.
La Escuela de Verano de Doctorado anual de la IAIFI se ha convertido en un punto focal para la creciente comunidad de “científicos centauros” con experiencia tanto en física como en IA. Para la edición de 2026, el programa recibió casi 600 solicitudes para aproximadamente 100 plazas presenciales, y se espera que unos 300 participantes adicionales se unan virtualmente. Los participantes anteriores han recomendado encarecidamente la escuela a sus compañeros por su combinación de conferencias, tutoriales prácticos, sprints de codificación y eventos de networking.
En el MIT, la IAIFI ha ayudado a dar forma a nuevas vías educativas, incluido un programa de doctorado interdisciplinario en física, estadística y ciencia de datos (una colaboración entre el Departamento de Física y el Centro de Estadística y Ciencia de Datos) que ha otorgado 20 títulos de doctorado desde 2021. Los miembros de la IAIFI, Phil Harris e Isaac Chuang, también han desarrollado un curso sobre ciencia de datos computacionales en física, que se ofrece tanto en el campus (Curso 8.16) como como un curso en línea gratuito a través del MITx.
Una comunidad en crecimiento
Más allá de sus programas principales de investigación y capacitación, IAIFI convoca a investigadores a través de su taller anual de verano, que se llevará a cabo este año en el edificio del MIT Schwarzman College of Computing. El instituto también atrae al público en general a través de colaboraciones con el Museo del MIT, el Museo de Ciencias de Boston, hackatones y contenido en línea ampliamente visto que explora la IA y la física.
“IAIFI muestra lo que se vuelve posible cuando los investigadores en física, computación, estadística y ciencia de datos se organizan en torno a preguntas científicas compartidas”, dice Nergis Mavalvala, decano de la Escuela de Ciencias del MIT y profesor de Astrofísica Curtis y Kathleen Marble. “Ese tipo de colaboración interdisciplinaria sostenida es esencial para el futuro del descubrimiento científico”.
La IAIFI está alojada en el Laboratorio de Ciencias Nucleares del MIT, dirigida por el director Jesse Thaler (actualmente en un año sabático), el director interino Mike Williams, la subdirectora interina Phiala Shanahan y la directora general Marisa LaFleur, junto con los miembros del comité directivo Lisa Barsotti, Isaac Chuang, Will Detmold, Bill Freeman, Phil Harris, Lina Necib, Tess Smidt y Marin Soljacic (y miembros del comité directivo de otras universidades de la IAIFI).
Mirando hacia adelante
Como miembro del programa de los Institutos Nacionales de Investigación de Inteligencia Artificial, IAIFI es parte de un esfuerzo nacional para promover el descubrimiento y la innovación impulsados por la IA.
“Las conexiones entre los Institutos de IA de NSF han sido tan valiosas como el trabajo realizado dentro de ellos y continúan creciendo”, dice Marisa LaFleur, directora general de IAIFI. “Estamos compartiendo estrategias de gestión y recursos para la capacitación, la creación de comunidades y la colaboración que fortalecen a toda la red”.
Para IAIFI, la financiación renovada es una oportunidad para profundizar en lo que el instituto llama la “física de la IA”, utilizando razonamiento físico, desafíos físicos y herramientas físicas no solo para aplicar la IA, sino para comprenderla y mejorarla. Esa agenda, junto con una creciente comunidad de investigadores capacitados para trabajar en todas las disciplinas, es lo que impulsa la siguiente fase del instituto.
“La primera fase de la IAIFI estableció el modelo: investigación interdisciplinaria, talento inicial y una comunidad dinámica, organizada en torno a la idea de que la IA y la física se fortalecen mutuamente”, dice Thaler. “Ahora tenemos la base (y el espíritu emprendedor de nuestros científicos centauros) para impulsar ese modelo a nuevos territorios y elevar nuestras ambiciones”.