Premio Fronteras del Conocimiento para las matemáticas de la imagen digital

La explosión de la imagen digital y del tráfico de fotografías y vídeos por Internet tiene mucha matemática detrás. De su mano se han desarrollado las técnicas de compresión de datos que permiten concentrar en una cantidad manejable de bites el ingente volumen de información de las imágenes. Precisamente por sus trabajos punteros en este campo de la compresión de datos y las técnicas de imagen reciben este año los matemáticos Ingrid Daubechies y David Mumford el premio Fronteras del Conocimiento 2013 en la categoría de Investigación Básica. El galardón, de la Fundación BBVA, está dotado con 400.000 euros a repartir entre los dos científicos, cuyos trabajos de altísimo nivel, están a caballo entre la investigación básica, puramente teórica, y sus amplias aplicaciones en el mundo de las tecnologías de la información.

Daubechais, 58 años, pone un ejemplo muy claro de su campo de trabajo con las llamadas ondículas (wavelets): "En la transmisión de un partido de fútbol se pueden tener imágenes nítidas de los jugadores, pero no de la hierba, que no importa tanto". Y es que las ondículas son una herramienta que permite descomponer una imagen en elementos más simples, de manera que se puede transmitir imágenes con mucha carga de información sin perder calidad. Las investigaciones de esta catedrática del Departamento de Matemáticas de la Universidad Duke (EE UU) se aplica, por ejemplo, en el estándar de compresión de imágenes JPG 2000. Además, su trabajo es una poderosa herramienta de investigación en matemática pura.

Mumford (76 años) se planteó un gran reto en la década de los ochenta: describir matemáticamente la habilidad humana para comprender una imagen. "No valoramos el hecho de que nosotros entramos en una habitación y, rápidamente, entendemos qué vemos, pero cuando se intenta que lo haga un robot se comprueba que es un problema muy difícil", explica este catedrático de la Universidad Brown (EE UU). Una de sus aportaciones es considerar que el cerebro trabaja integrando lo que percibe en cada momento con información previa. "Por ejemplo, si estoy caminando por Boston y oigo un rugido, sé que es muy poco probable que se trate de un tigre, así que reconozco el motor de un camión". Su investigación se orienta a intentar describir matemáticamente esta capacidad humana y avanzar hacia la visión digital.

El jurado del Premio Fronteras del Conocimiento en Investigación Básica (Física, Química y Matemáticas), presidido en esta quinta edición por el Premio Nobel de Física Theodor W.Hänsch (Instituto Max Planck de Óptica Cuántica), destaca de Daubechais y Mumford "los trabajos en teoría matemática que han tenido una gran influencia en campos variados de aplicación, desde la compresión de datos hasta el reconocimiento de patrones".

“Las matemáticas no son más que sentido común llevado al extremo”, dice Daubechies

Mumford ha explicado, tras agradecer el premio y destacar la importancia de que las matemáticas estén incluidas en las ciencias básicas, que uno de los grandes misterios que aborda la ciencia es cómo funciona el cerebro. Él desarrolló teorías matemáticas que están en los cimientos de la visión artificial. Nació en el Reino Unido, pero se trasladó con su familia, con solo tres años, a EE UU. Este matemático recibió, en 1974, la prestigiosa Medalla Fields por su aportación al campo de la geometría algebraica y, en 2008, el Premio Wolf en Matemáticas. Dirigió el Departamento de Matemáticas de Harvard entre 1981 y 1984 y la División de Ciencias aplicadas de la misma Universidad, desde 1985 hasta 1997. Destaca en su dilatada carrera investigadora su interés por conectar disciplinas científicas, al fin y al cabo, su trabajo tiene ramificaciones en ciencias cognitivas, biología, psicología de la percepción, neurología, etcétera.

Daubechies estudió física, pero dentro de la física teórica siempre se sintió atraída por las matemáticas, así que no considera que realmente hiciera una transición entre un campo y otro, según ha explicado tras conocer la decisión del jurado y su galardón. "Siempre me interesaron las herramientas matemáticas para hacer cosas", ha dicho. Desde la década de los ochenta trabaja en Estados Unidos y actualmente es catedrática de la Universidad Duke. Además, como ha recordado el secretario del jurado del premio, el científico español Avelino Corma, es la primera mujer que preside la Unión Matemática Internacional, desde 2010. Extender el conocimiento matemático y mejorar la educación en esta ciencia es uno de sus objetivos. “Los chicos en el instituto tienden a odiar las matemáticas pero lo que no les gusta es cómo se las enseñan, lo que es muy distinto de lo que son las matemáticas en realidad", afirma. "La gente cree que las matemáticas son algo misterioso, pero no, no son otra cosa que sentido común llevado al extremo".

Mumford desarrolló teorías matemáticas que están en los cimientos de la visión artificial

Los Premios Fronteras del Conocimiento en esta categoría destacan "el papel central que tiene las ciencias básicas con independencia de que su traslación a la aplicación sea más o menos dilatada y tortuosa", ha señalado Rafael Pardo, director de la Fundación BBVA. "En un contexto económico marcado por una crisis prolongada y por respuestas inmediatas a algunas de sus causas y manifestaciones, la ciencia, el medio ambiente y la cultura han perdido posiciones en la agenda de prioridades públicas", señala la Fundación, que quiere, con estos galardones, "trasladar el mensaje de la trascendental relevancia de esos ámbitos para el bienestar colectivo y las oportunidades de las personas". Las ocho categorías de los premios anuales Fronteras del Conocimiento son: Biomedicina; Ciencias Básicas; Tecnologías de la Información y la Comunicación; Cambio Climático; Ecología y Biología de la Conservación; Economía, Finanzas y Gestión de Empresas; Cooperación al Desarrollo y Música Contemporánea. En el proceso de evaluación previa de los candidatos a los galardones y en la selección de los miembros de los jurados internacionales colabora el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).