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Un nuevo sistema en el MIT
El mundo real es desordenado y mucho más complicado que el ordenado y reduccionista reino de científicos e ingenieros. Los desplazamientos matutinos se enredan en atascos de tráfico cuando cientos de coches interactúan con las carreteras y entre sí. Las fábricas diseñadas para la eficiencia contaminan el medio ambiente. Las moléculas y las células interactúan en perfecto concierto para ayudar a digerir una comida o correr un maratón, o correr como loco y formar un tumor.
En el mundo real, componentes dispares interactúan en sistemas complejos. No solo cada parte de una máquina se combina con otras para formar un todo funcional, sino que también hay trabajadores que deben usar esas máquinas y diferentes máquinas que deben trabajar juntas. Toda la estructura influye y está influenciada por factores externos. En el MIT, los ingenieros y científicos están reconociendo la necesidad de ver a sus sujetos como sistemas en lugar de como mecanismos aislados.
Esta actitud está produciendo nuevos programas que no solo cruzan las fronteras departamentales, sino que también integran a profesores de diferentes escuelas en programas de educación interdisciplinaria y esfuerzos de investigación. Por ejemplo, la División de Sistemas de Ingeniería (ESD) se estableció en 1998 para crear teoría y práctica sobre proyectos de ingeniería a gran escala, y desde el otoño de 2001 se han realizado esfuerzos para crear la Iniciativa de Biología Computacional y de Sistemas. Ambos programas surgieron de los esfuerzos de base de los profesores para responder al mundo cambiante y la práctica en evolución de la ingeniería y la biología.
División de sistemas de ingeniería
Los ingenieros no pueden operar de forma aislada: deben tratar con reguladores gubernamentales, economistas, trabajadores y gerentes; muchos de ellos tienen que lidiar con convertirse ellos mismos en gerentes. Rara vez todos esos colaboradores trabajan juntos sin esfuerzo. Y en proyectos de ingeniería muy grandes, como Big Dig de Boston y la Estación Espacial Internacional, es probable que surjan problemas especialmente difíciles. Los ingenieros se han dado cuenta de que necesitan un conocimiento de los sistemas a gran escala para ayudarlos a anticipar posibles problemas de ingeniería y para que los proyectos sigan funcionando sin problemas. La tecnología juega un papel cada vez más importante en la sociedad actual, dice Daniel Roos '61, SM' 63, PhD '66, decano asociado de sistemas de ingeniería. Nuestros productos y nuestros sistemas son cada vez más grandes y complejos. Tenemos que tener un conocimiento más amplio que solo la tecnología.
Aunque el Instituto había estado desarrollando tal entendimiento durante algún tiempo, hace siete años un comité presidido por Tom Eagar '72, ScD '75, entonces director de ciencia e ingeniería de materiales, descubrió que para posicionarse como un centro líder de ingeniería para el En el siglo XXI, la Escuela de Ingeniería del MIT necesitaría duplicar el tamaño de su cuerpo docente involucrado en actividades de sistemas de ingeniería integradora.
De modo que el comité de Eagar recomendó que el Instituto creara una división de sistemas de ingeniería para coordinar e iniciar tales actividades. Tener una división, dice Daniel Hastings SM '78, PhD '80, director asociado y profesor de aeronáutica y astronáutica, es una forma en que el MIT planta una participación en el suelo y dice que vamos a tomarnos en serio la creación de una forma de conceptualizar, planificar y construir sistemas a gran escala.
Para hacer esto, la División de Sistemas de Ingeniería incorpora profesores de las escuelas de ingeniería y la Escuela de Administración Sloan. Los profesores ya han creado varios cursos nuevos en sistemas de ingeniería. Los miembros están trabajando juntos para crear programas de maestría y doctorado enfocados en sistemas de ingeniería y están explorando una licenciatura menor. Nuestro objetivo es crear un nuevo campo de estudio, dice Roos, explicando que pretenden definir los sistemas de ingeniería e influir y cambiar tanto la educación de la ingeniería como la práctica de la ingeniería. El objetivo no es reemplazar la práctica de la ingeniería basada en la ciencia existente, dice Hastings, sino complementarla. Es necesario ampliar la forma en que los ingenieros piensan, actúan y practican su arte. Es necesario que las universidades hagan hincapié en este enfoque más holístico de la ingeniería, dice. Un pequeño número de estudiantes inició una versión piloto del programa de doctorado en septiembre.
La división alberga varios programas de maestría y doctorado interdisciplinarios preexistentes que fueron diseñados para ayudar a los ingenieros a comprender los problemas de gestión, así como el impacto social, económico y ambiental de sus proyectos. Los programas incluyen Líderes para la fabricación; Diseño y Gestión de Sistemas; Tecnología y Política; Transporte; Logística; y Tecnología, Gestión y Políticas. Cuatro centros de investigación interdepartamentales también han encontrado hogares dentro de la división: el Centro de Tecnología, Políticas y Desarrollo Industrial; el Centro de Desempeño Industrial; el Centro de Estudios de Transporte y Logística; y el Centro de Innovación en el Desarrollo de Productos. Cada uno de estos centros vincula a socios de la academia, la industria y el gobierno en esfuerzos que apuntan a crear un desarrollo global sostenible: es decir, un crecimiento económico que no consumirá más recursos naturales de los que la tierra puede suministrar indefinidamente.
También se han puesto en marcha varios proyectos de investigación bajo los auspicios de la división. La Iniciativa Aeroespacial Lean es un esfuerzo para examinar cambios significativos en la industria aeroespacial, y un programa sobre movilidad sostenible tiene como objetivo garantizar nuestra capacidad para movernos por el mundo sin dañar el medio ambiente. Este otoño, la división lanzó un programa importante que examina la seguridad nacional, reuniendo a profesores de los departamentos de aeronáutica y astronáutica, ingeniería nuclear, ingeniería civil, ciencias políticas e ingeniería mecánica, así como la Escuela Sloan y el Programa de Ciencia, Tecnología, y Sociedad. Por ejemplo, un proyecto emprendido en cooperación con Sandia National Laboratories tiene como objetivo desarrollar formas de proteger o restaurar rápidamente los sistemas de la infraestructura de la nación, como los sistemas de agua y eléctricos, ante un ataque.
Establecer una unidad educativa que cruce las fronteras departamentales y escolares del MIT ha resultado complicado en ocasiones, dice Roos. Tomó mucho tiempo obtener la aprobación de la ESD porque no es convencional, dice. La clave de su éxito en la creación de nuevos programas educativos y de investigación, agrega, han sido las personas involucradas. Existe una visión y un entendimiento comunes de lo que estamos tratando de lograr.
Iniciativa de Biología Computacional y de Sistemas
Una visión y comprensión similares han llevado a un programa inter-escolar que adopta una visión de sistemas de otro campo conocido por su enfoque reduccionista: la biología. Los profesores de los Departamentos de Biología e Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación y la División de Ingeniería Biológica unieron fuerzas en un esfuerzo de base para crear la Iniciativa de Biología Computacional y de Sistemas. La primavera pasada, la facultad impartió el primer curso nuevo de posgrado del programa y se agregará un segundo esta primavera. Ya se están realizando esfuerzos de investigación interdisciplinarios. El objetivo es convertir al MIT en un líder en la tercera revolución real de la biología moderna, dice el biólogo Peter Sorger, miembro del comité ejecutivo de la iniciativa. Por primera vez, tiene la introducción de métodos matemáticos para entender la biología como un sistema integrado, dice. Como biólogo, cuando entras en esto, reconoces que este será el futuro.
En muchos aspectos, la biología moderna es biología molecular. Los biólogos moleculares ven los sistemas biológicos desde la perspectiva de una sola molécula o, quizás, dos o tres moléculas que interactúan. La nueva visión es que mucha biología puede entenderse solo como un sistema, agrega Bruce Tidor, biólogo computacional del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación y la División de Ingeniería Biológica. Para descubrir cómo funcionan realmente los sistemas biológicos, se necesitará una combinación de computación, ingeniería, biología y ciencia. Va a requerir que investigadores de estos diferentes campos trabajen juntos y estudiantes que puedan cruzar fronteras más fácilmente. El MIT es ideal para hacer esto.
¿La razón? La fuerza del MIT en ingeniería. La ingeniería es esencial, dice Sorger. Mientras que otras instituciones tienen programas en biología computacional o de sistemas, dice Tidor, lo que hará que MIT sea único es el componente de ingeniería muy fuerte. Los ingenieros son excelentes para comprender los sistemas. La iniciativa ya ha atraído a profesores de los departamentos de química, física, matemáticas, ciencias cognitivas y cerebrales, ingeniería química e ingeniería mecánica. También participan la Sloan School y el MIT Media Lab. A diferencia de esfuerzos similares en otras instituciones, este programa no eliminará a los profesores de sus departamentos de origen; en cambio, busca construir lazos entre ellos.
Tres componentes conforman los esfuerzos de la iniciativa para integrar a los investigadores en todo el Instituto: proyectos interdisciplinarios, muchos de los cuales ya están en marcha; instalaciones de investigación básicas que brindarán a los profesores de todo el MIT acceso a tecnologías de vanguardia en computación y estudio de moléculas y procesos biológicos; y un nuevo programa educativo que finalmente incluirá un doctorado en biología de sistemas. Para financiar este esfuerzo masivo, el comité ejecutivo de la iniciativa está buscando dinero de fundaciones privadas y agencias gubernamentales como los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa. Además, la iniciativa está trabajando con el Programa de Enlace Industrial del MIT para investigar la posibilidad de apoyo industrial.
Tanto la Iniciativa de Biología Computacional y de Sistemas como la División de Sistemas de Ingeniería aprovechan las fortalezas del MIT para mantener la posición de liderazgo del Instituto en educación e investigación. A medida que el mundo más allá de la universidad se vuelve cada vez más complejo y desordenado, los profesores están aprendiendo a cruzar fronteras para seguir el ritmo de la evolución de la tecnología, la ciencia y la sociedad.