Torre 2022d

L’acte d’investidura

L’11 de març va tenir lloc a Barcelona la investidura de l’investigador Antonio Torralba, cap de la Unitat en Intel·ligència Artificial i Presa de Decisions (Unitat en Artificial Intelligence and Decision-Making (AI+D) del Department of Electrical Engineering and Computer Science, del Massachusetts Institute of Technology (MIT), com a doctor honoris causa per la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC).

L’acte va comptar amb la intervenció del rector, Daniel Crespo, i del professor Ferran Marqués, investigador del Departament de Teoria Senyal i Comunicacions de la UPC i exdirector de l’Escola de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB), que ha exercit de padrí i ha llegit els mèrits de l’enginyer que investiga als Estats Units des del 2007.

La cerimònia s’ha emmarcat en la commemoració del 50è aniversari de l’ETSETB i de la UPC i ha comptat amb el suport del Centre de Formació Interdisciplinari Superior (CFIS) de la Universitat.

La trajectòria de recerca

El treball del professor Antonio Torralba (Madrid, 1971) ha estat reconegut per ser pioner i creador de les bases en l’àrea d’interpretació semàntica de l’escena. Les aportacions d’aquest enginyer en l’estudi de la imatge, des d’un punt de vista holístic, han permès avançar en el desenvolupament de sistemes de reconeixement d’imatge que tenen en compte el context de l’escena, millorant d’aquesta manera les prestacions en la seva interpretació. En aquest àmbit, el seu treball ‘Modeling the shape of the scene: A holistic representation of the spatial envelope’ (International Journal of Computer Vision, 2001) ha esdevingut una referència fonamental en l’àrea de la visió per computador, del qual ha rebut més de 6.500 cites, i és una lectura bàsica a la majoria dels cursos de la matèria arreu del món.

Als 18 anys ja volia estudiar Intel·ligència Artificial, però encara no existia ni aquesta titulació ni la de Ciència de dades, així que es va decidir per l’Enginyeria de Telecomunicació a la UPC. “A la carrera”, recorda, “se’m van obrir les portes al món de la recerca per primer cop, concretament al laboratori de calorimetria del professor Vicenç Torra, al Departament de Física Aplicada, on vaig treballar en el desenvolupament de sistemes per experimentar amb materials amb memòria de forma”. Va ser en l’últim any de carrera, a través de contactes proporcionats pel professor Joan Cabestany, que va anar cap a Grenoble, França, a fer el projecte de fi de carrera per dur a terme, finalment, recerca en visió per ordinador.

Ja en la seva tesi doctoral, va començar a treballar, en col·laboració amb la doctora Aude Oliva, en un plantejament diferent que canviaria el paradigma de la visió per ordinador. Si fins aleshores el reconeixement d’objectes partia del tractament de la imatge com un conjunt de regions que eren processades de manera independent (com per exemple els sistemes de detecció de cares), el seu objectiu era “estudiar representacions que miraven la totalitat de la imatge i el resultat de les quals era extreure una descripció de l’escena més enllà dels objectes”. El resultat d’aquest treball va ser el descriptor gist, publicat el 2001, que proporcionava una caracterització senzilla de la imatge i que estava inspirat en estudis que postulaven que el sistema visual humà extreia una descripció global de l’escena durant els primers 200 mil·lisegons. “Però la contribució més important del nostre treball, juntament amb altres investigadors”, destaca Torralba, “va ser inspirar una part de la comunitat a mirar el conjunt de la imatge”.

Aprenent a veure

En el seu discurs d’investidura, que ha titulat ‘Aprenent a veure’, Antonio Torralba ha parlat de la il·lusió de veure, d’aprendre a veure abans d’obrir els ulls, així com dels avenços en l’àmbit de la visió per computador. També ha explicat el camí que ha inspirat la seva trajectòria des que, ja de ben jovenet, es va apassionar per les matemàtiques, la física, la informàtica i l’electrònica, però també per la filosofia, la neurociència i la psicologia. “L’interès per la interdisciplinarietat ha estat una constat en la meva carrera”, ha assegurat Torralba.

Per explicar la seva recerca en visió per computador, l’enginyer ha fet un test de memòria al públic que assistia a l’acte d’investidura per mostrar com interpreta el cervell humà les imatges en comparació a com les interpreten els ordinadors, els robots. I ha recordat que l’any 2003 va començar a treballar sobre models nous per introduir informació del context en el reconeixement d’objectes basats en mètodes d’aprenentatge: “Durant diversos anys vaig tenir la sort de col·laborar amb grans investigadors com Kevin Murphy, Eric Sudderth, Rob Fergus, Ce Liu i Yair Weiss, amb els quals vaig publicar diversos articles sobre la detecció d’objectes en context, el big data i els models generadors d’escenes”.

Torralba ha explicat que el 2012, quan va arribar la revolució de l’aprenentatge profund (deep learning), es van obrir moltes oportunitats per investigar aspectes de la visió que eren inabastables abans. “Les xarxes neuronals van demostrar que eren revolucionàries, però esdevenien opaques i no era fàcil descriure com resolien cadascuna de les tasques per a les quals eren entrenades”.

En aquest sentit, el seu grup ha treballat en el desenvolupament d’eines per analitzar com funcionen les xarxes neuronals i, en particular, “per caracteritzar la representació interna que genera una xarxa neuronal quan analitza una imatge. Les tècniques que hem proposat estan inspirades en els mètodes que usen els neurocientífics per estudiar el funcionament del cervell humà”.

Integració de la visió amb altres sentits

Els darrers cinc anys, la seva activitat de recerca s’ha enfocat cap a la integració de la visió amb els altres sentits, com l’oïda i el tacte: “Com postulava James Gibson”, explica, “els sentits (la visió, l’oïda, el tacte i l’olfacte) ens proporcionen tanta informació sobre el nostre entorn que no cal que el cervell faci computacions gaire complexes”. I ha assenyalat la gran contradicció que es dona actualment en aquest camp: “La comunitat científica ha centrat els seus esforços a construir xarxes neuronals cada cop més grans, amb bilions de connexions, que necessiten cada cop més recursos computacionals, mentre que l’estudi de sentits com el tacte encara són a les beceroles, malgrat que és possible que sigui essencial perquè els sistemes d’intel·ligència artificial puguin aprendre per si sols i connectar la seva experiència amb el món físic".

També ha destacat que les àrees de la Intel·ligència Artificial i la visió per ordinador viuen un moment de grans avenços, amb aplicacions revolucionàries en camps tan importants com el medi ambient i la salut, i perquè es desenvolupin tecnologies que impactaran en la societat, com ara els vehicles autònoms i la robòtica social, entre moltes altres. Alhora, els avenços en Intel·ligència Artificial també ens ajudaran a entendre la intel·ligència natural, segons ha dit.

Torralba ha finalitzat el seu discurs d’acceptació agraint a la UPC aquest reconeixement i explicant que per a ell “ha estat fascinant viure l’evolució de la Intel·ligència Artificial durant tots aquests anys com a investigador i haver compartit coneixements i experiències amb una extensa llista de mentors, col·laboradors i estudiants que han tingut un paper molt important en la meva trajectòria”.

Elogi dels mèrits del científic pel professor Ferran Marqués

Ferran Marqués ha volgut destacar que, més enllà dels mèrits científics, una de les característiques que fa especial la recerca del professor Torralba és la creació d’eines de visió per ordinador “des d’una comprensió dels mecanismes de la percepció humana. D’aquesta manera", ha explicat, “el professor Torralba estudia la psicofísica i realitza experiments que li permeten proposar i validar nous algoritmes i sistemes de visió per ordinador". Segons Marqués, “la qualitat de la seva recerca en l’àmbit psicofísic l’ha dut a esdevenir també en aquesta àrea un referent mundial".

Aquesta combinació i complementació d’aquests dos punts de vista fa que, segons Marqués, “els treballs del professor Torralba siguin originals i innovadors i que la seva persona es visualitzi com un pont entre els dos àmbits”. En aquest sentit, ha destacat també que la recerca de Torralba, que fusiona diferents aspectes de la percepció, extrapola eines de la visió per ordinador i les contextualitza amb les altres modalitats perceptives, es produeix en un entorn cada cop més multidisciplinari.

Per a Marqués, aquest enfocament obert vers la recerca, amb una cerca contínua de col·laboració generosa amb altres àmbits, i un intent constant d’impacte social, són valors que tant l’ETSETB com el CFIS senten com a propis, que intenten inculcar als seus estudiants i agraeixen i que reconeixen en el professor Torralba.

El professor Ferran Marqués ha explicat, admirat, com Torralba ha compaginat tot aquest impacte i visibilitat mundials amb un suport continu a la UPC, la seva alma mater. “D’aquesta manera”, ha afirmat, “ha acollit ininterrompudament, des de l’any 2011, estudiants de la UPC en el seu grup de recerca perquè poguessin dur a terme els seus treballs de fi d’estudis, tant de grau com de màster, alguns dels quals posteriorment han passat a formar part del seu equip de recerca com a estudiants de doctorat".

I ha acabat destacant com “aquest vincle sostingut amb la UPC ha permès endegar nous projectes de col·laboració entre les dues institucions". I ha esmentat com a exemple el projecte Providence+ de monitoratge de les selves tropicals per comprendre la complexitat dels boscos tropicals, que el qual la Universitat competeix en el concurs internacional XPRIZE Rainforest.

Visió interdisciplinar per aportar mirades innovadores

Torralba ha rebut de mans del rector, Daniel Crespo, el diploma, el birret, l'anell i els guants blancs, com a símbols del doctorat. En la seva intervenció, el rector ha afirmat que Antonio Torralba és la constatació de com la passió és el principal motor d’una carrera acadèmica excepcional i ha afegit que “ens inspira la seva constant dialèctica entre l’especialització i la transversalitat”. Antonio Torralba, ha destacat el rector, “ha estat  sempre un científic amb una visió interdisciplinar, que li ha permès mirades i aproximacions innovadores”.

El rector també ha fet una reflexió a les profundes implicacions ètiques implícites en el desenvolupament i la proliferació de la Intel·ligència Artificial, camp en el qual Torralba ha esdevingut un referent, i ha dit que aquesta disciplina científica “ens permet assolir grans reptes en benefici de la societat, però al mateix temps fa que ens haguem de plantejar importants dilemes ètics en relació amb l’ús i l'orientació de la nostra recerca i les seves aplicacions, així com de la seva petjada de carboni”.

Des de la Universitat, “hem de considerar la inclusió de les disciplines tradicionalment humanistes en la formació completa dels nostres estudiants, així com la incorporació de l'ètica per fomentar un exercici responsable de l'enginyeria”, ha remarcat Daniel Crespo.

El rector ha elogiat, així mateix, els aspectes més personals d’Antonio Torralba: “És una persona propera i sensible, atenta a les necessitats dels que l’envolten. Els ajuda a donar el millor de si mateixos”. En aquest sentit, ha alabat la seva implicació en la formació dels graduats i graduades de la UPC, actuant de pont per alguns d’ells entre la UPC i el MIT, i també en activitats i projectes de la Universitat. L’acte ha comptat amb la intervenció de la secretària general de la UPC, Ana Belén Cortinas, que ha llegit l'acord del Consell de Govern en què es va aprovar dur a terme aquest reconeixement, i de la vicerectora de Política Acadèmica, Montserrat Pardàs.