Por qué se está ralentizando el ecosistema de innovación de EE.UU.

¿Está estancada la innovación estadounidense? Los datos así lo sugieren: El crecimiento de la productividad en Estados Unidos, impulsado por la innovación, se ha desacelerado. La productividad total de los factores creció sustancialmente a mediados del siglo XX, pero empezó a ralentizarse en 1970. Este lento crecimiento continúa hoy en día, con una productividad inferior a la de hace más de 100 años. Esta ralentización se ha producido a pesar del aumento de la inversión en investigación científica. Los datos de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF) indican que la inversión estadounidense en ciencia ha aumentado de forma constante entre 1970 y 2010, medida en dólares gastados (que se ha multiplicado por 5), número de doctores formados (2 veces) y artículos publicados (7 veces). ¿Por qué hay tan poco crecimiento de la productividad que demostrar? Una explicación es que la ciencia actual simplemente no es tan innovadora como antes. Sin embargo, algunos lo discuten, señalando los avances en física cuántica (computación cuántica), física del plasma (conversión termoiónica) y biología molecular (CRISPR Cas-9). Otra explicación, que exploramos, es que la ciencia actual no se está traduciendo en aplicaciones - en otras palabras, algo está impidiendo que los descubrimientos científicos alimenten la innovación productiva. Nuestra investigación revela que el ecosistema de innovación estadounidense se ha fragmentado desde los años setenta, y que la ciencia empresarial y la académica se están distanciando y dificultando la aplicación de los descubrimientos científicos básicos. Nuestro análisis también muestra que el emprendimiento científico respaldado por el capital riesgo (VC) ha ayudado a salvar esta brecha entre la ciencia corporativa y la académica, pero sólo en un par de sectores. Estos hallazgos sugieren que si queremos ver un mayor crecimiento de la productividad, necesitamos explorar formas alternativas de traducir la ciencia en invención. Las grandes empresas se retiran de la ciencia Hasta la década de 1970, algunas grandes empresas estadounidenses invertían en investigación científica hasta tal punto que la ciencia corporativa se asemejaba -y a veces superaba- en calibre a la investigación universitaria. La unidad central de I+D de DuPont, pionera en química de polímeros, publicó más artículos en el Journal of the American Chemical Society que el MIT y el Caltech juntos en la década de 1960. Los Laboratorios Bell de AT&T, cuna del transistor y de la teoría de la información, contaban entre sus antiguos alumnos con 14 Premios Nobel y cinco galardonados con el Premio Turing. En la década de 1980, una combinación de presión de los accionistas, aumento de la competencia y fracasos públicos llevó a las empresas a recortar sus inversiones en ciencia. En su lugar, las empresas empezaron a buscar nuevas ideas en las universidades y en las pequeñas start-ups. Los Laboratorios Bell se separaron de su compañía madre, AT&T, y pasaron a depender de Lucent en 1996. Xerox PARC se escindió en una empresa separada en 2002. IBM, bajo Louis Gerstner, reorientó la investigación hacia aplicaciones más comerciales a mediados de los 90. DuPont cerró su Laboratorio Central de Investigación y Desarrollo en 2016. La retirada de las grandes empresas de la ciencia puede deducirse del gráfico anterior, que muestra que la proporción de la investigación (tanto básica como aplicada) en el total de la I+D empresarial en EE.UU. cayó de cerca del 30% en 1985 a menos del 20% en 2015. Mientras que la cantidad de investigación básica (la "R" de I+D) se estancó durante el periodo de 20 años entre 1990 y 2010, el gasto total de la industria y las patentes en actividades de desarrollo (la "D") han crecido de forma constante. Este declive de la investigación aparece también en los datos sobre publicaciones científicas. Un estudio de 4.608 empresas estadounidenses que cotizan en bolsa y que realizan actividades de I+D descubrió que el número de publicaciones por empresa descendió a un ritmo del 20% por década entre 1980 y 2006. La tendencia también aparece en los datos sobre premios científicos: Otro estudio descubrió que las empresas de la lista Fortune 500 ganaron el 41% de los premios a la innovación en 1971, pero sólo el 6% en 2006. Esto marca un cambio significativo en el ecosistema de innovación estadounidense. Hemos pasado de una economía en la que las grandes empresas se encargaban tanto de la investigación científica como del desarrollo a otra con una división del trabajo más marcada, en la que las corporaciones se especializan en el desarrollo y las universidades en la investigación. En contraste con el sector corporativo, las universidades han seguido ampliando la investigación, una tendencia que comenzó en serio después de la Segunda Guerra Mundial. Los datos de la NSF indican que el gasto universitario en investigación se ha multiplicado por más de cuatro, pasando de 15.000 millones de dólares a 62.000 millones entre 1980 y 2015. Incluso en los últimos años, las publicaciones científicas revisadas por pares aumentaron un 37% entre 2003 y 2016 en el caso de las universidades, mientras que las de las empresas han descendido un 12%. Aunque la especialización significa que las universidades y las empresas pueden mejorar en la producción de investigación y en el desarrollo de productos respectivamente, esta división del trabajo innovador ha hecho más difícil que la investigación innovadora se convierta en productos útiles. La ciencia universitaria es cualitativamente diferente de la ciencia empresarial. Las empresas tienen acceso a recursos especializados que las universidades a menudo no pueden emular fácilmente. Por ejemplo, la invención por parte de Bell de la antena de bocina de Holmdel, la invención por parte de Google de la unidad de procesamiento de sensores (TPU), el uso por parte de Pfizer de procesos de cribado de alto rendimiento (HTS) son hazañas que las universidades o las pequeñas empresas habrían tenido dificultades para lograr. Estas invenciones requerían una escala y un alcance que el modelo de investigador individual de las universidades difícilmente podría reproducir. Además, los investigadores de las empresas y de las universidades tienen incentivos diferentes, lo que puede afectar a la facilidad con la que se puede trasladar su investigación. A los investigadores universitarios se les recompensa por la precedencia ("quién llega primero"), mientras que a los investigadores corporativos se les recompensa por su utilidad en la invención ("funciona"). Por lo tanto, es más probable que la investigación universitaria sea novedosa, pero menos probable que funcione como pretenden las empresas. Los inventores parecen ser conscientes de este problema, ya que un estudio reciente ha descubierto que un descubrimiento publicado por un equipo de investigación universitario tiene un 23% menos de probabilidades de ser citado en patentes que el mismo descubrimiento, publicado por un equipo de investigación corporativo. Incluso cuando las universidades producen conocimientos que son relevantes y aplicables, las empresas pueden no ser capaces de encontrarlos. A medida que las empresas reducen el gasto en investigación básica, cuentan con menos investigadores que sigan y participen en la comunidad académica en general. Esto implica que las empresas perderán cada vez más el conocimiento de dónde buscar investigación relevante y aplicarla. Las sociedades de capital riesgo son puentes en un ecosistema cada vez más fragmentado El capital riesgo (CR) y las start-up han sido soluciones al problema de conectar la investigación universitaria ascendente con las aplicaciones comerciales descendentes. Las tecnologías nacientes dentro de la biología molecular, la bioquímica, los circuitos integrados y la informática personal fueron inicialmente rechazadas por las grandes empresas hasta que las start-ups respaldadas por capital riesgo desarrollaron productos que funcionaban, como los microprocesadores (Intel), la insulina sintética (Genentech) y el Macintosh (Apple). Las start-ups respaldadas por capital riesgo conectan el abismo entre la ciencia universitaria y la invención empresarial. Los directivos de las sociedades de capital riesgo suelen tener títulos avanzados en la materia en la que invierten y acumulan experiencia en comercialización a lo largo de sus carreras. Las start-up tampoco tienen modelos de negocio establecidos, calcificados a lo largo del tiempo, que hacen que las empresas establecidas sean resistentes a las ideas disruptivas. La investigación de Xerox PARC, por ejemplo, fue comercializada con éxito por Xerox sólo cuando conectaba con el negocio principal de la empresa (por ejemplo, impresoras láser), pero no cuando divergía de él (por ejemplo, GUI, ethernet). Sin embargo, el capital riesgo no ha sido una solución perfecta, ya que las inversiones se han concentrado sobre todo en las ciencias de la vida y la innovación digital. Según datos de PwC Moneytree, las startups de tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y de ciencias de la vida recibieron alrededor del 83% de todas las inversiones de capital riesgo entre 1995 y 2019. Esto significa que se está destinando muy poca financiación a la innovación en otros sectores vitales para las economías avanzadas, como la energía, que depende de avances fundamentales en las ciencias de los materiales y la nanotecnología para ofrecer redes más eficientes y una generación de energía más segura. Los retos de trasladar la ciencia fuera de las TIC y las ciencias de la vida ¿Por qué es tan difícil para los empresarios basados en la ciencia obtener financiación fuera de estos dos ámbitos? Especulamos que se debe a la incertidumbre tanto técnica como comercial. La incertidumbre técnica es, en pocas palabras, si un determinado problema técnico puede resolverse utilizando un enfoque propuesto. El riesgo comercial se refiere a los retos de evaluar con precisión la demanda de un producto propuesto y los costes probables de ampliarlo y dar servicio al mercado. La mayoría de los proyectos de software tienen riesgos técnicos limitados: la cuestión clave en este caso es qué debe hacerse, más que cómo debe lograrse. El riesgo comercial se gestiona estableciendo hitos comerciales (como el número de usuarios o el coste de adquisición de clientes). A medida que la start-up supera un hito, obtiene inversión adicional para avanzar hacia el siguiente hito. Las ciencias de la vida se enfrentan a una importante incertidumbre técnica, pero la incertidumbre del mercado es muy baja, ya que la necesidad de nuevos tratamientos y dispositivos médicos es relativamente estable. Los proyectos en ciencias de la vida también pueden asignarse a hitos específicos y gestionarse en consecuencia. Cuando un proyecto alcanza con éxito un hito, los inversores pueden estimar la ganancia de valor en función del tamaño probable del mercado. Hacer malabarismos con ambos tipos de riesgos puede resultar prohibitivo, lo que puede explicar por qué las start-ups de las ciencias físicas han recibido una financiación limitada del sector privado. El sector energético ofrece un ejemplo de ello: La generación de energía termoiónica es un método que convierte directamente el calor en electricidad y promete mejoras significativas respecto a los motores térmicos mecánicos. Explorada originalmente en la década de 1960 para alimentar satélites, esta tecnología fue desatendida por los inversores hasta hace poco debido a los desafíos técnicos: las herramientas de microfabricación necesarias para crear prototipos no eran fáciles de conseguir. Las invenciones en el sector energético también se enfrentan a un importante riesgo de mercado, ya que su adopción generalmente requiere cambiar la infraestructura técnica existente, el comportamiento de los consumidores y la regulación gubernamental. Las innovaciones de energía limpia en eólica y solar, por ejemplo, dependen del desarrollo de tecnologías de almacenamiento de energía en red. Pero los avances en estas tecnologías, como las baterías, dependen de la demanda del mercado descendente. Debido a estos riesgos, la financiación de capital riesgo en start-ups de tecnología de baterías no empezó en serio hasta la década de 2000, después de que el sector automovilístico empezara a adoptar vehículos híbridos y totalmente eléctricos. A menudo, las grandes empresas pueden gestionar estas incertidumbres comerciales y técnicas mejor que las start-up porque tienen experiencia en trasladar productos de los laboratorios a los mercados y porque ellas, o sus socios, pueden ser una fuente de demanda. Las grandes empresas también pueden coordinar mejor los cambios necesarios en otras partes de la cadena de valor y tienen más experiencia a la hora de hacer frente a los retos normativos. Hacia dónde ir ¿Qué se puede hacer para tender un puente entre la ciencia y la aplicación en los sectores desatendidos? Una solución es que el sector público intervenga y financie start-ups prometedoras en las ciencias físicas mientras se centran en resolver problemas técnicos, con la esperanza de que el capital privado pueda intervenir después para ayudar con los retos comerciales. El programa de subvenciones SBIR del Departamento de Energía, por ejemplo, financia start-ups de energías renovables y se ha comprobado que aumenta las tasas de patentes, ingresos y salidas con éxito al reducir las limitaciones de financiación. Más capital ayudará a resolver la incertidumbre técnica al permitir la construcción de prototipos de capital intensivo a lo largo de largos ciclos de desarrollo y validar el rendimiento para los posibles inversores. Las organizaciones orientadas a misiones como DARPA y ARPA-E, por ejemplo, siguen financiando innovaciones fundamentales como las que han dado lugar a Internet, el reconocimiento automatizado de la voz, la traducción de idiomas y los receptores del Sistema de Posicionamiento Global. Una solución paralela es nutrir el talento científico emprendedor. Cyclotron Road, en el Laboratorio de Berkeley, y Runway, en Cornell Tech, ofrecen becas de investigación a científicos e ingenieros posdoctorales para que se centren en la transición del descubrimiento a la aplicación. Los becarios aprovechan la infraestructura de investigación académica y de los laboratorios nacionales para hacer avanzar las tecnologías basadas en sus investigaciones y explorar su viabilidad comercial. Otras instituciones de investigación de EE.UU., Canadá y Alemania están siguiendo su ejemplo. Las tutorías y el equipo que reciben los científicos en estos programas les permiten gestionar con mayor eficacia la incertidumbre comercial al estar más en sintonía con las necesidades de los consumidores y construir modelos de negocio viables. Aunque resulte tentador, no tiene mucho sentido añorar el pasado, dorado o no. El nuevo ecosistema de innovación es muy prometedor. Lo que necesitamos es una forma mejor de aprovechar los avances científicos y las innovaciones técnicas actuales para acelerar el crecimiento de la productividad.

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