El destacado profesor, que se incorporó recientemente al IMC UC en cargo compartido con la Escuela de Ingeniería UC, recuerda los orígenes de su trayectoria en la ingeniería matemática y detalla las diversas facetas de las investigaciones que realiza. Su trabajo, detallado en más de 50 artículos publicados en revistas especializadas, se ha aplicado en áreas tan diversas como la salud y el transporte urbano.
Las raíces de Roberto Cominetti en la ingeniería se remontan a la Italia de mediados del siglo pasado. “Salvo mi hermana mayor, que es artista, los demás hermanos seguimos la vida de la ingeniería en distintas variantes. Todo partió con mi padre, quien fue una influencia importante”, recuerda el destacado ingeniero civil matemático y doctor en matemáticas aplicadas. El investigador, que recientemente se incorporó al Instituto de Ingeniería Matemática y Computacional UC (IMC UC) como profesor en cargo compartido con la Escuela de Ingeniería, recuerda con una sonrisa que la pasión de su padre incluso lo llevó a mantener una doble vida académica.
“Él estudió ingeniería en el Politécnico de Milán, pero engañando a su propio padre. Mi abuelo creía que su hijo estaba estudiando medicina, una carrera que mi padre no tenía intención de seguir. Así que por años mantuvo convencido a mi abuelo de que se convertiría en doctor, hasta que se graduó. Ahí mi abuelo se enteró que tenía un hijo ingeniero”, cuenta Cominetti, quien llegó a la UC tras un largo tiempo como académico en la Universidad de Chile y más recientemente en la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez, donde co dirigió el programa de Doctorado en Ingeniería Industrial e Investigación de Operaciones.
Al finalizar la Segunda Guerra Mundial, y debido a las duras condiciones económicas que vivía Italia, la familia de Cominetti emigró a Chile. “Acá mi padre conoció la Universidad Técnica Federico Santa María. Para él era lo más parecido al Politécnico de Milán, así que juró que sus hijos estudiarían ingeniería en ese lugar. Mis hermanos entraron ahí, pero cuando llegó mi turno ellos me recomendaron que optara por la Universidad de Chile. Ingresé con la intención de estudiar Física, pero después de varios cursos me di cuenta de que no me gustaba. Mi segunda intención fue estudiar computación pero tampoco me convenció del todo, hasta que finalmente descubrí la existencia de la ingeniería matemática que resultó ser la opción más afín a mis intereses”, señala Cominetti.
El profesor Roberto Cominetti se integró al IMC tras una larga trayectoria académica y de investigación.
Era el inicio de una senda que lo llevaría a publicar más de 50 artículos de investigación en diversas revistas especializadas. “Una vez graduado, me contrató la Universidad de Chile. En esa época, recién se estaba consolidando el Departamento de Ingeniería Matemática, por lo que nos mandaban a estudiar afuera. Hice el doctorado en la Universidad Blaise Pascal de Francia, con una tesis de matemática aplicada. Aunque en verdad tenía bien poco de aplicada, salvo hacia el final donde me empecé a adentrar en el área de optimización y sensibilidad de problemas de equilibrio y de optimización”, agrega.
Al regresar a Chile, comenzó a profundizar en áreas como problemas de sensibilidad y estabilidad para problemas de optimización y métodos de penalización. “Estuve bastante tiempo en eso, unos cinco o seis años. Luego, medio por casualidad y también por el interés de ampliar mis horizontes, comencé a interesarme por la teoría de juegos. Esto particularmente motivado por temas de equilibrio en sistemas de transporte público; luego me involucré mucho más en transporte privado y en tópicos más recientes de la teoría de juegos”, explica.
Hace unos seis o siete años, señala Cominetti, esa expansión de intereses lo llevó a centrar su atención en métodos numéricos, pero desde el punto de vista del análisis, y también en la teoría punto fijo. Una veta que para él y sus colegas ha sido bastante prolífica: “Se nos ha abierto un mundo de nuevas técnicas, nuevas ideas que parten del análisis numérico, pero que conectan con el análisis de algoritmos y la combinatoria. Esas técnicas me han servido para estudiar un área que se llama métodos o iteraciones de Krasnoselskii-Mann, lo que a su vez me condujo en los últimos tres años a interesarme por problemas de modelos de aprendizaje de máquinas o machine learning”.
Aplicaciones diversas
La amplia gama de áreas de trabajo que ha abarcado Cominetti ha permitido que sus investigaciones sean aplicables en diversos ámbitos. Uno de ellos es la salud, tal como muestra el paper “The interdependence between hospital choice and waiting time—with a case study in urban China”, publicado en septiembre de este año en “Journal of choice modelling” junto a Joris van de Klundert, Yun Liu y Qingxia Kong.
“Este paper fue casi una casualidad. Conversando con mi colega Joris quien trabaja en planificación de sistemas de salud, salió a la luz que el problema que estaban abordando consistía en estudiar el efecto de los tiempos de espera de los pacientes de hospitales en su elección de servicios primarios, secundarios y terciarios. Básicamente, era un problema de congestión. Y los juegos de congestión representan un área específica en la cual he estado trabajando”, indica el académico IMC.
El investigador agrega que el paper aborda la manera en cómo la gente opta entre una alternativa A o B y las formas en que los tiempos de espera de servicio lo llevan a modificar esa decisión. “¿Para qué sirve eso? Bueno, para planificar distintas intervenciones, por ejemplo. Mi contribución personal es bien específica y puntual que apunta a la formalización, mediante un modelo matemático del problema de congestión y elección de servicios de salud. Pero la estructura es muy similar a lo que yo había estudiado en congestión del sistema de transporte o juegos de congestión, en general”.
Los estudios de Cominetti también han derivado en el desarrollo de un modelo de equilibrio en transporte público que ha tenido impacto internacional, mediante un software que se ocupa en más de 80 ciudades del mundo. El programa se llama EMME y funciona como un sistema integral de modelización de demanda de viajes que se utiliza para pronosticar el transporte a nivel urbano, regional y nacional. Si bien la plataforma es canadiense, una pequeña parte tiene su origen en Chile.
La plataforma EMME se ha implementado en varios países.
“Nosotros aportamos con un módulo de equilibrio en transporte público y que después de un largo recorrido finalmente se terminó usando también en Chile. De hecho, lo usó el Programa de Vialidad y Transporte Urbano SECTRA. Nuestro software se fue a Canadá, luego de América del Norte saltó a Brasil y allá llegó un consultor que lo trajo acá. Son cosas de la vida, a veces hay que darse la vuelta larga”, reflexiona el académico UC. La experiencia de diseñar este sistema, recuerda, resultó desafiante: “Fue muy interesante porque abordamos el fenómeno de congestión en los buses, incorporando herramientas un poco más sofisticadas de procesos estocásticos como teoría de colas, pero incorporados dentro de un modelo de equilibrio”.
Investigación constante
Con el fin de estudiar la adaptación de los sistemas energéticos chilenos al cambio climático, en 2020 un grupo de académicos e investigadores de la Universidad Adolfo Ibáñez que incluía a Cominetti se adjudicó el Proyecto Anillo ACT-192094 “Adapting to the uncertainties and risks of climate change: Advanced methods and models for energy systems and markets”. Durante tres años, los investigadores desarrollaron modelos matemáticos para la cuantificación de la incertidumbre asociada a la generación de energías renovables, para el diseño de redes confiables ante eventos naturales fruto del cambio climático, y para la planificación de la transición energética a energías limpias. También estudiaron cambios en los mercados eléctricos, producto de una mayor penetración de las energías renovables y de la electromovilidad.
“En ese proyecto también participé con modelos de equilibrio, en este caso para carga de vehículos eléctricos. Si bien el proyecto terminó, todavía tengo un par de alumnos que trabajan en esa línea”, indica Cominetti.
Además, el académico acaba de recibir los fondos correspondientes al primer año de desarrollo de su Fondecyt “Stochastic Fixed Point Iterations and Reinforcement Learning”, el cual está orientado al estudio de iteraciones de punto fijo para operadores no expansivos. El investigador explica que el proyecto busca analizar sistemas dinámicos en tiempo discreto, que surgen tanto de modelos de control de sistemas dinámicos estocásticos, como en los algoritmos de aprendizaje adaptativo en machine learning, y en aplicaciones a problemas de decisión Markovianos.
El investigador tiene lazos con varios integrantes del IMC UC que espera profundizar tras su arribo a la universidad. Un ejemplo es Jocelyn Dunstan, académica en cargo compartido con el Departamento de Ciencia de la Computación, quien fue alumna en un curso dictado por Cominetti en la Universidad de Chile y que hoy trabaja en modelos que apuntan a reducir las listas de espera en los hospitales públicos del país. Además, ya se incorporó a un grupo de lectura liderado por el profesor José Verschae, el cual se centra en optimización de funciones submodulares y que en su primera reunión congregó a una numerosa audiencia.
“Además, con el profesor Cristóbal Guzmán trabajamos en temas muy complementarios. Hemos estado conversando permanentemente y, de hecho, tenemos desde hace un tiempo un grupo de trabajo en iteraciones estocásticas y dinámica de Langevin que esperamos reactivar tras un periodo de pausa. Ahí también participa Anastasios Matzavinos y colegas como Mario Bravo, de la Universidad Adolfo Ibáñez y Juan Pablo Contreras, un ex tesista mío quien actualmente está realizando un postdoctorado en la UC precisamente bajo la dirección de Cristóbal Guzmán”, señala Cominetti.