Matemáticas en el cine, en la medicina y en la lucha contra el crimen

Uno de los premios entregados por la Unión Matemática Internacional es el premio Gauss, a las aplicaciones de las matemáticas. Se entrega cada cuatro años en el Congreso Internacional de Matemáticos (ICM), y recientemente, en Seúl (Corea del Sur), el seleccionado fue Stanley Osher (Universidad de California en los Ángeles). “Osher es un buen ejemplo de matemático aplicado, sus algoritmos se basan en profundos conceptos abstractos y técnicos, prestando atención a su eficacia y sencillez. Con frecuencia, su trabajo ha motivado una posterior investigación en matemáticas” señalaba Chi-Wang Shu (Universidad de Brown), antiguo alumno de doctorado y actual colaborador de Osher.”Para ampliar las aplicaciones, colabora con ingenieros y otros científicos de diferentes ramas”, concluía, en la presentación del ganador del premio Gauss.

El premio lo concede la IMU junto con la Sociedad Matemática Alemana (DMV) a aquel científico cuya investigación matemática haya tenido gran impacto fuera de la propia  disciplina: en la tecnología, las finanzas o simplemente en la vida diaria de las personas. El premio se creó debido al superávit del ICM de Berlín (1998), y se anunció el 30 de abril de 2002, coincidiendo con el 225 aniversario del nacimiento de Carl Friedrich Gauss, el Príncipe de los matemáticos, quien da nombre al premio. “Gauss combinó la teoría científica y la práctica como ningún otro había hecho antes” decía el anuncio. Tres matemáticos lo han recibido hasta ahora: Kiyoshi Itō (ICM Madrid 2006), Yves Meyer (ICM India 2010) y Stanley Osher (ICM Seoul 2014).

Professor Stanley Osher / UCLA University

Osher siempre ha tenido un especial interés en las aplicaciones de las herramientas matemáticas que desarrolla, como él dice “la utilidad hace la belleza de las matemáticas aún más divertida, aunque muchas veces no tienes idea a priori de para qué pueden ser usadas”. Aunque su tesis doctoral, dirigida por Jacob Schwartz, fue en un área de la matemática pura –el análisis funcional-, pronto cambió a un campo más aplicado: el análisis numérico.  En sus primeros trabajos desarrolló esquemas de alta resolución, que han resultado ser tremendamente útiles en el estudio de la dinámica de fluidos y otros campos relacionados.

Sus herramientas matemáticas están detrás de la animación de películas de Pixar, Disney, Warner y Dreamwork como “Piratas del Caribe”, “Star Wars”, “Harry Potter” y “Terminator 3”. Uno  de sus alumnos, Ronald Fedkiw, recibió un Óscar especial de Logros Científicos y Técnicos, por la tecnología derivada del  llamado método del conjunto de nivel. Este método es una forma de determinar cómo se mueven, combinan o funden superficies en 3D, lo que permite la simulación de diferentes fluidos, burbujas o explosiones en el cine.

Vídeo: Cómo simular fluidos (Industrial Light and Magic)

También ha realizado contribuciones esenciales en el procesamiento de imágenes. Sus técnicas de mejora de las imágenes de video desarrolladas junto con L. Rudin son utilizadas por la policía de todo el mundo con éxito en la captura de criminales. Estas herramientas también han sido importantes en la astronomía, para mejorar la calidad de las fotografías tomadas, que suelen ser tenues o borrosas, y en la medicina, para entender cómo la topología y la forma del cerebro afectan a su función. Stanley Osher es un extraordinario matemático cuyas contribuciones han influido en la vida diaria de las personas y son palpables en el mundo que nos rodea. La próxima vez que vayan al cine y vean una película de animación, piensen en las matemáticas que están detrás de ella, es muy probable que lleven la firma de Osher.

Este texto es un reportaje original de Jezabel Curbelo para el ICMAT. Puedes encontrar el texto completo en la Newsletter  del Instituto de Ciencias Matemáticas.

Referencia: openmind