Durante toda mi vida adulta, me he centrado en investigar los fundamentos de las nuevas tecnologías. En AT&T Bell Laboratories, realicé una investigación que contribuyó a mejorar la comprensión de los materiales electrónicos y opto electrónicos para los láseres semiconductores que actualmente forman parte de muchos dispositivos. Como profesora de Física en la Universidad de Rutgers (EE UU), tuve la suerte de poder dar clases a estudiantes de pregrado y posgrado, realizar investigaciones innovadoras y supervisar doctorandos que más adelante encontrarían soluciones a los desafíos más apremiantes del mundo.

También fui presidenta de la Comisión Reguladora Nuclear, nombrada por el presidente Bill Clinton. Allí inicié un análisis estratégico que puso a la agencia en una posición más empresarial. Como miembro del Consejo de Asesores en Ciencia y Tecnología (PCAST) del presidente Barack Obama, asesoré a la Casa Blanca sobre distintas políticas en muchas áreas de ciencia, tecnología e innovación. De 2014 a 2017, fui copresidenta de la Junta Asesora de Inteligencia del Presidente de EE UU.

Mis experiencias me han permitido aportar una perspectiva sumamente conocedora a gran variedad de corporaciones, organizaciones sin ánimo de lucro y juntas asesoras, incluidas FedEx, IBM, Medtronic, Kyndryl, MIT Corporation, Nature Conservancy, la Junta Asesora de Inteligencia del Presidente, la Junta Asesora de Seguridad Internacional del Departamento de Estado de EE UU y la Junta Asesora del Secretario de Energía de EE UU. Durante gran parte de ese tiempo, desde 1999, he sido presidenta del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI, EE UU).

La experiencia en estos puestos directivos en la industria de la tecnología, en el mundo universitario y en el Gobierno me ha brindado una perspectiva y un conocimiento único. He aprendido que solo a través del funcionamiento conjunto de esos tres niveles en un ecosistema de innovación, podemos hacer frente a los mayores desafíos actuales y a los del futuro.

La velocidad con la que se desarrollaron y distribuyeron las vacunas contra la COVID-19 demuestra el poder del ecosistema de innovación de EE UU cuando se moviliza en una crisis. Las vacunas tremendamente eficaces se financiaron, desarrollaron, probaron, autorizaron, fabricaron y distribuyeron en una fracción del tiempo normal. Sin embargo, no surgieron de la nada. Las vacunas se basaron en décadas de investigación fundamental científica y de ingeniería realizada en el MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts, por sus siglas en inglés), en la Universidad de Pensilvania (EE UU), en los Institutos Nacionales de Salud y en otros lugares.

Además, como todos sabemos, las vacunas por sí solas no han superado esta pandemia. La COVID-19 ha revelado debilidades en nuestro sistema de atención médica, en las cadenas de suministro, en los mercados laborales, en nuestra red de seguridad social, incluso en nuestro sistema político a la hora de dar respuestas coherentes a un problema complejo. Como resultado, hemos perdido más de 889.000 vidas estadounidenses -en el momento de escribir este artículo- y hemos dañado gravemente gran parte de nuestro tejido social y económico.

La pandemia también expuso una verdad más profunda: ciertos eventos desencadenantes nos dejan sujetos a vulnerabilidades entrelazadas, con consecuencias en cascada.

Está claro que la aparición y la propagación del SARS-CoV-2 es un evento desencadenante. Otros ejemplos recientes incluyen el fallo eléctrico del equipo de Pacific Gas & Electric en mal estado y provocó incendios forestales mortales en California (EE UU) y heladas en Texas (EE UU) en febrero de 2021. Todo ello desencadenó en un fallo de la red que afectó el complejo petroquímico más grande del mundo y causó escasez de los compuestos químicos utilizados para producir  gran variedad de productos. En un mundo profundamente interconectado con inestabilidades inherentes entre las que se encuentran el cambio climático, la ciberseguridad inadecuada, malos actores supranacionales y tensiones geopolíticas de todo tipo, es probable que tales eventos desencadenantes se vuelvan más frecuentes si no trabajamos activamente para prevenirlos.

 Los riesgos que amenazan nuestra economía de base tecnológica y centrada en el conocimiento no son solo económicos; también son estratégicos ya que amenazan nuestra seguridad nacional y global. Necesitamos que nuestro poderoso ecosistema de innovación se vuelva más ágil y robusto ante ellos.

Nuestro Gobierno federal tiene un papel clave y único en este sentido. Las evaluaciones de riesgo a escala federal deben volverse más holísticas e integrales, examinando el efecto de un peligro sobre otro. Para ello, un organismo de coordinación gubernamental debe aliarse con las universidades y la industria como parte de una política de innovación general. Por lo tanto, este grupo,  se centraría en prever los peligros que podrían agravar otros peligros y ofrecer un enfoque estratégico, así como financiación para descubrimientos e innovaciones diseñadas para responder y mitigarlos.

Cuando surgen las crisis, el Gobierno federal tiene que poder reunir los recursos y movilizar rápidamente todos los aspectos de nuestro ecosistema de innovación, desde la investigación hasta la fabricación y la distribución, para detener el daño.

Nuestra crisis actual ofrece un precedente para el futuro: en marzo de 2020, cuando estalló la pandemia, el Instituto Politécnico Rensselaer, el MIT, IBM, los Laboratorios Nacionales del Departamento de Energía y otros se unieron rápidamente para crear el Consorcio de Computación de Alto Rendimiento COVID-19. Los proyectos del Consorcio desencadenaron varios hallazgos importantes. Por ejemplo, la identificación de los compuestos de fármacos que se podrían reutilizar para combatir la COVID-19. Con el Consorcio como modelo, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de EE UU ha publicado el plan para la Reserva Nacional de Informática Estratégica para proporcionar soporte informático permanente de cara a futuras emergencias.

Fortalecer las cadenas de suministro

Si queremos aprender de la pandemia, las vulnerabilidades estratégicas que se deben abordar incluyen, sin duda, a las cadenas de suministro globales. Diseñadas para ser eficientes y económicas, muchas líneas de abastecimiento demostraron ser poco resistentes en una crisis. El Gobierno federal debe determinar dónde los obstáculos podrían desencadenar consecuencias en cascada y planificar formas de sortearlos. Las soluciones van en la línea de mejor nuestros puertos, expandir nuestras reservas nacionales, trabajar con nuestros aliados para establecer nuevas fuentes de bienes fundamentales y apoyar la capacidad de fabricación nacional para los suministros críticos.

Después de experimentar la escasez general durante la pandemia, desde equipos de protección personal salvavidas hasta hisopos y reactivos para realizar pruebas, Estados Unidos necesita centrarse en suministros médicos y materiales farmacéuticos. Otros productos críticos son los semiconductores cuya escasez ha obligado a cerrar fábricas en la industria automotriz. Un problema particular en este caso es que el 92% de los chips más avanzados se fabrican en Taiwán. Con China insistiendo en que la reunificación de Taiwán con el continente es inevitable, el riesgo incluye un conflicto de las grandes potencias y el impacto en la industria en todo el planeta.

La fabricación moderna

Aunque Estados Unidos se mantiene a la cabeza en los aspectos de investigación y desarrollo de la industria de los semiconductores, está en desventaja en la fabricación. Fabricar semiconductores requiere mucho capital, sin embargo, es más barato en otros países en parte debido a los subsidios gubernamentales. Necesitamos que el Gobierno federal cubra esa brecha. La Ley de Innovación y Competencia aprobada por el Senado de EE UU, que incluye 52.000 millones dólares (45.841 millones de euros) para impulsar la producción nacional de chips, es un buen comienzo.

También debemos abordar los posibles obstáculos en producción de materias primas que podrían debilitar en gran medida nuestra seguridad económica y nacional. China tiene casi el monopolio de algunos de los materiales utilizados en distintas tecnologías avanzadas. Es el principal proveedor mundial de los llamados elementos de tierras raras: minerales que son cruciales para productos electrónicos de todo tipo. El cobalto y el litio, que se utilizan en las baterías de litio, también son fundamentales, especialmente a medida que avanzamos hacia un mayor uso de vehículos eléctricos. China refina aproximadamente el 58% del litio del mundo y el 65% del cobalto del mundo, gran parte del cual se extrae en la República Democrática del Congo por empresas de propiedad china. Existen fuentes nacionales para algunos de estos recursos, como del cobalto en Idaho (EE UU). Sin embargo, identificar formas alternativas de procesarlos es fundamental para abordar este problema a corto plazo.

A largo plazo, debemos invertir en investigación y desarrollo para poder sortear esos puntos críticos a la hora de encontrar formas de utilizar los materiales más abundantes en la Tierra. También tenemos que inventar nuevos materiales. La Iniciativa del Genoma de Materiales (MGI, por sus siglas en inglés) federal se lanzó en 2011 durante la administración de Obama, cuando yo era miembro de PCAST, para aprovechar los poderosos datos y herramientas computacionales para descubrir nuevos materiales a través de la experimentación y darles un uso comercial más rápidamente. Actualmente, MGI trabaja para constituir una infraestructura de innovación de materiales accesible y unificada donde se compartan herramientas y conocimientos para acelerar la investigación, el desarrollo, la certificación y la implementación.

La inminente crisis climática y más allá

Otras áreas críticas para la seguridad económica y nacional son aquellas capaces de mitigar el cambio climático, desde la captura directa de CO2 hasta los reactores nucleares avanzados más pequeños y seguros y, más adelante, la energía de fusión a escala comercial. También deberíamos ver dichos sistemas dentro del contexto de nuestro entorno que genera alrededor del 40% de las emisiones globales anuales de carbono a través de la construcción. Nuestras ciudades no están optimizadas para la sostenibilidad, la resiliencia climática o el bienestar humano. Necesitamos soluciones tecnológicas avanzadas (sistemas de energía renovable, plataformas de construcción inteligentes, nuevos materiales) para descarbonizar los sistemas de nuestra vida diaria y asegurarnos de que funcionen en beneficio de todos.

Nuestras vulnerabilidades en ciberseguridad, especialmente en los sistemas físicos que brindan a los delincuentes una oportunidad para causar daños graves desde la distancia, indican que debemos trabajar para crear tecnologías de comunicación cuántica inherentemente seguras y avanzar hacia el internet cuántico. Para proteger nuestras vulnerabilidades y minimizar las consecuencias de los desastres, debemos avanzar tanto en la inteligencia artificial (con su capacidad de realizar predicciones basadas en información imperfecta) como en la computación cuántica (para resolver problemas complejos de optimización).

La preparación para pandemias y los sistemas de alerta temprana para las amenazas a la salud también son una clara prioridad. Hemos infradotado la investigación básica sobre las enfermedades infecciosas y debemos corregirlo. Ya contamos con capacidades considerables de vigilancia de enfermedades que se deberían implementar de una manera más estratégica y coordinada.

Por ejemplo, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades están creando una base de datos nacional para el control de aguas residuales de cara a orientar la respuesta de salud pública a la COVID-19. Tal base de datos podría ser parte de un sistema de alerta temprana existente. También necesitamos secuenciar muchas más muestras de pacientes con infecciones raras. Tenemos la capacidad de crear biosensores que podrían detectar nuevas amenazas, y esos sensores se podrían instalar en los aeropuertos y estaciones de tren, o en cualquier lugar donde pasen multitudes de personas, en todo el mundo.

Los avances en la biología sintética y en la biofabricación ayudarían a establecer sistemas para crear pruebas de diagnóstico y vacunas en poco tiempo, ambas posibilidades útiles para detectar nuevas amenazas. El desarrollo de la plataforma de mRNA permite el enfoque "plug and play". Las vacunas que protegerían contra una familia completa de patógenos, como una vacuna universal contra la gripe y otra contra el pan-coronavirus, están al alcance de la mano. Si hiciéramos inversiones más proporcionales en la preparación de posibles costes de futuras pandemias, habría beneficios en nuestra comprensión de la microbiología, la inmunología y las tecnologías de salud pública.

Para que los descubrimientos importantes que surjan de la investigación universitaria sean más atractivos para la inversión privada, también necesitamos que el Gobierno federal trabaje con las universidades para "eliminar el riesgo" financiero de esas innovaciones en todos los ámbitos.

Aprovechar el grupo de talentos al completo

Finalmente, como no hay innovación sin innovadores, debemos invertir más en nuestro capital humano. Es una enorme ventaja para nuestro ecosistema de innovación que las universidades estadounidenses sigan atrayendo a los mejores y más brillantes estudiantes de ciencia e ingeniería de todo el mundo. En 2020, los visados temporales superaron en número a los ciudadanos estadounidenses y los residentes permanentes con títulos de doctorado de universidades estadounidenses en campos tan cruciales como la ingeniería, la informática y las matemáticas. Necesitamos políticas adecuadas de visado e inmigración que animen a los estudiantes internacionales a estudiar en EE UU y a permanecer aquí después de terminar sus carreras universitarias.

También es hora de abordar lo que describí como una "crisis silenciosa" en el desarrollo del grupo de talentos: nuestra incapacidad para atraer a un número alto de mujeres jóvenes y minorías infrarrepresentadas en los campos como informática, ingeniería, física y matemáticas. Estos grupos en su conjunto representan una mayoría sustancial de nuestra población, por lo que no inspirarlos para que participen en ciencia e ingeniería hace que nuestro sistema de innovación sea menos vigoroso de lo que debería ser.

Los factores de este fracaso son innumerables, incluido el sistema altamente desigual de educación pública K-12 y la persistencia de sesgos inconscientes incluso en círculos universitarios. Se trata de una crisis que representa una vulnerabilidad económica y estratégica clave, y se debe abordar decididamente, tanto en los niveles más altos del Gobierno como en el sector privado.

Abordar todos estos problemas no solo minimizará los impactos en muchos sistemas de los que dependemos en nuestras vidas y profesiones. También apoyará importantes descubrimientos e innovaciones, generará nuevas industrias y reforzará el liderazgo de EE UU en las tecnologías más importantes del futuro. En este sentido, una política nacional de innovación centrada en la preparación en un mundo altamente interconectado rendirá muchos frutos más allá de responder a las crisis que parecen más urgentes en la actualidad.

Shirley Ann Jackson es física estadounidense y presidenta del Instituto Politécnico Rensselaer.

La cronología de la carrera de Shirley Ann Jackson

1955: Empieza a recoger abejorros vivos y observa sus reacciones a los cambios en su alimentación y a la exposición a la luz.

1973: Obtiene su doctorado en física, lo que la convierte en la primera mujer afroamericana en recibir un doctorado en el MIT.

1976: Se une al Departamento de Investigación de Física Teórica en Bell Labs después de su trabajo postdoctoral en Fermilab y una temporada en el CERN.

1985: Empieza a asesorar al gobernador de Nueva Jersey (EE UU), Tom Kean, sobre cómo el estado debería invertir en la ciencia y tecnología en sus universidades de investigación.

1991: Entra en la Universidad de Rutgers como profesora de física teórica.

1995: Nombrada presidenta de la Comisión Reguladora Nuclear de EE UU por el presidente Bill Clinton. Es la primera mujer y la primera afroamericana en ocupar ese puesto.

1997: Ayuda a establecer la Asociación Internacional de Reguladores Nucleares, ejerciendo como primera presidenta.

1999: La nombran decimoctava presidenta del Instituto Politécnico Rensselaer. Es la primera mujer y la primera afroamericana en ocupar ese cargo.

2001: Se convierte en la primera mujer afroamericana elegida para la Academia Nacional de Ingeniería.

2004: Presidenta de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia.

2009: Elegida por el presidente Barack Obama para formar parte del Consejo de Asesores en Ciencia y Tecnología del Presidente.

2016: Recibe la Medalla Nacional de Ciencias por su trabajo en la materia condensada y física de partículas, por sus logros en las políticas públicas relacionadas con la ciencia e inspiración para la próxima generación de los profesionales STEM (de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas).