Reducir la brecha STEM: Hackathon de IA ayuda a mujeres jóvenes a sobresalir en las ciencias de la computación

¿Ciencias de la computación? Eso es cosa de chicos. O eso creía Hesme, de 15 años, cuando se cambió de escuela en décimo grado. “Pensé que sería terrible en eso”, dice. Su antigua escuela en Durban, en la costa de Sudáfrica, no ofrecía clases integrales de ciencia, tecnología, ingeniería o matemáticas (STEM, por sus siglas en inglés).

Pero cuando se cambió a Curro Heritage House High School en Morningside, Durban, las clases STEM iban a ser una parte regular del plan de estudios. Ella estaba nerviosa por eso, pero cuando su hermano la desafío a tomar una asignatura de ciencias de la computación, ella aceptó el desafío para demostrarle que estaba equivocado.

Para su asombro, le encantó. “Se volvió mi pasión”, dice ahora, en su último año de secundaria. Como la única chica en la clase, al principio se sintió intimidada pero al final, prosperó. Y cuando recibió la llamada para participar en un hackathon de inteligencia artificial (IA) para niñas, de inmediato comenzó a escribir la carta motivacional requerida para postularse.

“Estaba sentada en clase, mientras escribía, y toda mi pasión salió”, comentó. Cuando fue elegida para formar parte de un equipo de cinco chicas para representar a Sudáfrica, estaba extasiada.

Hoy, Hesme desarrolla su propia aplicación basada en IA para ayudar a personas como ella, diagnosticadas dentro del espectro del autismo, a sobrellevar mejor la interacción con el mundo. Ella planea obtener un certificado de nivel superior en IA el próximo año, antes de continuar con sus estudios en ciencias de la computación en la universidad.

Y se emocionó cuando se equipo obtuvo el segundo lugar en la primera edición del hackathon virtual de IA Imagine Cup Junior de Microsoft, que se llevó a cabo en cooperación con la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), en celebración del Día Internacional de la Mujer.

“La IA se ganó mi corazón ese fin de semana”, comentó Hesme, cuyo equipo compitió contra otros 16 de 11 países de Europa, África y Oriente Medio.

Los negocios como de costumbre no brindan las mismas oportunidades a las niñas

La brecha de género en la educación es grave. A más de 130 millones de niñas ya se les negaba la educación antes de que golpeara COVID-19. Y a medida que cerraron las escuelas en todo el mundo, la UNESCO estimó que 11 millones de niñas corren el riesgo de no regresar a ellas.

Esto podría significar un gran paso atrás después de años de progreso lento pero constante hacia la igualdad de género. También pone a las niñas en riesgo de embarazos en la adolescencia, matrimonios precoces y forzados y violencia de género. Incluso antes de COVID-19, la tasa de cambio no era lo rápida que se necesitaba, de acuerdo con Justine Sass, jefa de la Sección de Educación para la Inclusión y la Igualdad de Género de la UNESCO. La UNESCO se asoció con Microsoft en el hackathon bajo la Iniciativa de Género de la Coalición Mundial para la Educación de la UNESCO, que une a más de 70 instituciones de las Naciones Unidas, la sociedad civil, el mundo académico y el sector privado, para ayudar a minimizar los efectos de COVID-19 en la educación y la igualdad de género.

La UNESCO cree que reducir la educación de las niñas tiene un impacto final en el mundo entero. En una era en la que los trabajos requieren cada vez más de habilidades digitales, educar a las niñas puede impulsar las economías locales y regionales y combatir la pobreza. Pero esto no sucede con la velocidad suficiente.

“El año pasado fue el 25 aniversario de la Declaración de Beijing”, comentó Sass, refiriéndose a la declaración de la ONU de garantizar la igualdad para las mujeres en todo el mundo. “Si seguimos a este ritmo, no conseguiremos que todas las niñas vayan a la escuela primaria hasta 2050”.

Y aun así, dos tercios de los adultos analfabetos en el mundo son mujeres, dice.

“Ha sido la misma proporción desde el año 2000, así que no hemos tenido progreso en esa área”, comentó Sass.

No puedes ser lo que no ves

Un primer paso fundamental es exponer a las niñas a modelos femeninos positivos en los campos STEM. Las niñas que conocen a una mujer en una profesión STEM son, de manera significativa, más propensas a sentirse seguras al hacer cursos STEM (61%) que aquellas que no conocen a una mujer en una profesión STEM (44%).

Por desgracia, la mayoría de las niñas tan solo no tienen ese tipo de modelos a seguir en sus vidas. Cuando se les pide que describan a un científico, ingeniero, matemático o programador, el 30% de las niñas esbozan personajes masculinos. Incluso las mujeres adultas hacen lo mismo (40%), incluido el 43% de las mujeres que trabajan en STEM.

“En la UNESCO, a menudo buscamos abordar los estereotipos de género, por ejemplo, en los libros de texto, y ofrecer visiones más equitativas del mundo”, comentó Sass. “Necesitamos empezar con algo pequeño. ¿Quién está representado como político y quién está representado en la cocina en los libros que los estudiantes ven en la escuela?”

Quizás aún más importante, una investigación reciente de Microsoft muestra que las niñas no ven cómo una carrera STEM puede ser creativa y tener un impacto positivo en el mundo. Pero al poner en escena “intervenciones” en forma de dar a las niñas modelos a seguir y exponerlas a aplicaciones STEM del mundo real, los educadores tienen el poder de cambiar sus formas de pensar de manera importante.

Un estudio encontró que participar en una “intervención de modelo a seguir” proactiva, aumentó el interés de las niñas en STEM entre un 20% y 30%. Esta es justo la razón por la que la UNESCO busca involucrar a modelos a seguir femeninos, incluidas profesoras, para cerrar las brechas digital y de STEM, a través de iniciativas como YouthMobile, que se movilizó para apoyar a esta primera edición para niñas del Imagine Cup Junior Virtual AI Hackathon de Microsoft.

“No tenemos niñas mayores que demuestren que son capaces”, comentó Karla, estudiante de último año de la Escuela Superior de Matemáticas y Ciencias Naturales en Osijek, Croacia, una pequeña ciudad en el río Drava. Su equipo quedó tercero en el hackathon. Tal vez existan, dicen, pero “no hablan de eso y no nos muestran al resto de nosotros lo que hacen”.

Justo por esa falta de visibilidad de mujeres en STEM, fue un gran impulso participar en el hackathon junto con más de 80 niñas de países de Europa, África y Medio Oriente y recibir consejos de otras mujeres en el campo, comentó Anamika, estudiante de tercer año en Corro Waterfall High School en el sur de Sudáfrica, y miembro del equipo sudafricano.

Un hackathon como intervención para interesar a las niñas en la IA

El tema del hackathon se centró en AI for Earth y sustentabilidad. Los únicos requisitos previos eran que las niñas tuvieran entre 14 y 18 años y estuvieran interesadas en STEM.

Antes del hackathon, a las participaciones se les asignaron tareas y actividades de “nivelación” que las introdujeron en la codificación. Durante el evento virtual de dos días en Microsoft Teams, se les invitó a asistir a charlas de mujeres en los campos STEM y a participar en talleres prácticos donde trabajaron juntas en ejercicios prácticos diseñados para enseñarles cómo la IA podría usarse para resolver problemas del mundo real a través de modelado y técnicas de predicción de IA, como árboles de decisión y bosques de decisión aleatoria.

El desafío definitivo que fue presentado a los equipos: Usar las herramientas de IA que habían aprendido para encontrar una forma de salvar una especie.

Team Clustering de España ganó el primer premio con su solución de IA destinada a preservar al mar Mediterráneo. El equipo primero predijo la evolución futura de la temperatura del mar a través de una regresión lineal en Python, un lenguaje de programación. Luego, utilizaron la clasificación de imagen para identificar las áreas más contaminadas. Al reunir estos dos conjuntos de datos, el equipo creó un modelo de aprendizaje automático para reducir la contaminación y, al mismo tiempo, preservar las especies marinas del área.

Team Cognition, de Sudáfrica, ocupó el segundo lugar con una solución de IA para salvar perros salvajes africanos. La especie está en peligro debido a la pérdida de su hábitat, enfermedades, depredadores y el comportamiento humano. Al aprovechar la clasificación de imágenes y la detección de anomalías, el equipo localizó primero las áreas pobladas por perros salvajes y recopiló datos referentes a cualquier actividad humana o de condiciones peligrosas para los perros en esas áreas. Luego, a través de imágenes de satélite y reconocimiento de imagen, el equipo rastreó los comportamientos de los perros salvajes. A través de la detección de anomalías, pudieron decidir cuándo intervenir para salvar a la población de perros salvajes en riesgo.

Team OCR, de Croacia, obtuvo el tercer lugar con su plan para salvar a los buitres leonados, que juegan un papel importante en el ciclo de limpieza natural en su país. A través de redes neuronales, una serie de algoritmos que reconocen relaciones subyacentes en los datos, el equipo primero identificó qué áreas eran habitables para los pájaros. Luego identificaron a los buitres leonados a través de clasificación de imágenes. Por último, el equipo utilizó regresión para predecir posibles aumentos o disminuciones en la población del buitre leonado, para ayudar a las autoridades a tomar decisiones de intervención.

La mayoría de las chicas entraron en el hackathon sintiéndose nerviosas e inseguras de sí mismas, de acuerdo con Nokuthula Mnguni, profesora de tecnologías de la información que fue mentora del equipo sudafricano.

“En verdad no sabían si tenían o no las habilidades correctas que se necesitaban”, comentó. “Pero dada la oportunidad, al final encontraron fortalezas que ni siquiera sabían que tenían”.

En cierto modo, el problema que les asignaron las distrajo de su miedo a la tecnología, comentó Inmaculada Morena Lara, profesora de ciencias de la computación que fue mentora del equipo español, del Instituto Santo Tomás de Aquino-La Milagrosa en el pequeño poblado español de Tomelloso.

“Estaban enfocadas en resolver un problema del mundo real”, comentó. “No pensaban en conceptos o temas de IA. No se dieron cuenta de todas las cosas que aprendían. No estudiaban una materia; resolvían un problema”.

Saltar a la tecnología por sí misma para alcanzar sueños más grandes

En 2018, Microsoft encargó una investigación para indagar las actitudes de las niñas hacia STEM, a la espera de resultados negativos. “Pero para nuestra sorpresa, encontramos que en realidad eran bastante positivas sobre STEM y la tecnología”, comentó Alexa Joyce, directora de habilidades preparadas para el futuro de Microsoft, quien respondió preguntas y compartió consejos durante el hackathon para mujeres jóvenes que buscan cambiar el mundo a través de IA.

“Por lo general, escuchas, ‘Oh, las chicas piensan que la tecnología es difícil o aburrida’. Pero nuestra investigación no lo confirmó”, comentó. En su lugar, las chicas tenían un claro interés en usar la tecnología para ser creativas y abordar problemas que pudieran afectar al mundo. Fue la aplicación de la tecnología, no la tecnología por sí misma, lo que las fascinó.

Andrea Rodríguez Limón, estudiante española de tercer año, está de acuerdo. En la actualidad, hay un gran impulso en España para tratar de interesar a las niñas en STEM. Pero Rodríguez siempre ha rechazado los carteles y los mensajes de servicio público, pegados en los pasillos de la escuela y en los autobuses, que intentan convencerla de que se dedique a una carrera tecnológica.

Debido a que se centran a construir y programar máquinas y están llenos de jerga técnica, “No atraen a las niñas, no saben cómo hablarles. Si quieren interesarnos tienen que intentarlo de otra manera”, comentó Rodríguez.

“Díganles que es algo que pueden usar para salvar al mundo y estarán con ustedes al 100%”, comentó Joyce.

Sass dice que no podemos permitirnos vivir en un mundo donde las soluciones científicas y tecnológicas se necesitan con desesperación y, sin embargo, excluyen a la mitad del talento mundial necesario para ayudar a crearlas. “Todavía hay una gran cantidad de sesgos en la IA. Mucho de eso se debe a que los hombres son todavía los que impulsan la agenda y a que no participa la suficiente cantidad de mujeres”.

COVID-19 se mantiene todavía como una gran preocupación, con un gran número de países que avanzan hacia el aprendizaje remoto o al aprendizaje híbrido, lo que genera serias preocupaciones de que las niñas no aprenden en esos contextos debido a la brecha digital de género existente, comentó Sass.

“Nuestros datos iniciales son que es probable que todas esas desigualdades se vean exacerbadas debido a COVID-19”, dijo. “En realidad, existe una enorme oportunidad en este momento para que podamos cerrar algunas de esas brechas y en verdad utilizar la tecnología para su beneficio. Es una oportunidad para abrir más caminos para que las niñas desarrollen habilidades digitales e impulsen un futuro más equitativo para ellas”.