Monday, June 04, 2007

Parte 7 Historia de la COMPUTACIÓN

16. Nanotecnología.

La nanotecnología tiene grandes posibilidades de convertirse en la tecnología clave en las próximas décadas. Las nanotecnologías -técnicas de manipulación o control a escala nanotécnica e incluso molecular o atómica- estarán presentes en todos los campos de las ciencias y supondrán, según los expertos, una revolución.

Los futuros desarrollos de esta tecnología, como la micro mecanización tridimensional, micro sensores, materiales nanoestructurados, así como los sistemas micro electromecánicos, se aplicarán tanto a la computación, a la producción de medicamentos o al desarrollo de materiales cada vez más diminutos. En todos los países situados a la cabeza del desarrollo tecnológico, cobran cada día más relevancia las investigaciones de la Nanotecnología aplicadas a distintos campos como la aeronáutica y el espacio, las comunicaciones y multimedia, la biomedicina o el control de procesos industriales.

Mantener la tecnología basada en transistores supondría la quiebra para muchos fabricantes de chips porque no podrían soportar los altos costos. Por eso se están investigando nuevos sistemas dentro de la nanotecnología.

Entre las soluciones que se están aplicando actualmente está la de sustituir el aluminio por el cobre en los conductores que conectan los transistores. El cobre es un 40% mejor conductor que el aluminio y mejora la velocidad de los procesadores. Pero presenta otros problemas. No se mezcla bien con el silicio, el material base de los transistores, y, además, es capaz de cambiar las propiedades eléctricas del sustrato.

Para solucionar este problema, la compañía IBM consiguió desarrollar un método, que consiste en introducir una barrera microscópica entre el cobre y el silicio, y que elimina el rechazo. Este sistema está permitiendo fabricar chips con tecnología de 0.12 micras y cuyo coste de procesamiento es entre un 20 y un 30% menor que el de los chips basados en aluminio.

En septiembre de 2001, anunció que había conseguido unir el arsenio de galio, más caro pero mejor conductor de la electricidad, con el silicio. La compañía de telefonía afirmó que el nuevo semiconductor actúa a una velocidad de 70 gigahercios, 35 veces por encima de los actuales gigahercios de los procesadores más rápidos en las computadoras personales.
Intel presentó una nueva estructura para transistores, que permitirá que los chips funcionen más rápido y consuman menos energía. Lo llaman el Transistor TeraHertz, porque su ciclo de encendido y apagado es de un billón de veces por segundo.

El proyecto del chip molecular sustituirá al silicio, en favor de la química, más manipulable. Se prevé que se podrán fabricar computadoras del tamaño de una partícula de polvo y miles de veces más potentes que los existentes. De momento, se ha conseguido simular el cambio de una molécula, mediante su rotura, pero falta crear moléculas que se curven sin romperse.

También es necesario fabricar otros conductores, porque los existentes no sirven. Los experimentos con nanotubos de carbón (milmillonésima parte de un metro) para la conducción de información entre las moléculas ya han dado resultados. IBM acaba de anunciar que ha conseguido crear un circuito lógico de ordenador con una sola molécula de carbono, una estructura con forma de cilindro 100.000 veces más fino que un cabello. Este proyecto permite introducir 10.000 transistores en el espacio que ocupa uno de silicio.

Los desarrollos en Nanotecnología se están aplicando también a los sistemas de seguridad. La empresa taiwanesa Biowell Technology presentó, en agosto, un sintetizado que puede utilizarse para probar la autenticidad de pasaportes y otros documentos y tarjetas, con el fin de evitar el pirateo.

Este chip podrá utilizarse también en tarjetas de débito, carnets, matrículas de automóviles, permisos de conducir, discos compactos, DVD, programas informáticos, títulos y valores, bonos, libretas bancarias, antigüedades, pinturas, y otras aplicaciones en las que se necesite comprobar su autenticidad.

Computación Suave o Soft Computing

Su objetivo es bien concreto: aumentar el "coeficiente intelectual" de las máquinas dándoles la habilidad de imitar a la mente humana, la cual es blanda, suave, flexible, adaptable e inteligente. Es la antítesis de la computación actual, asociada con la rigidez, la fragilidad, la inflexibilidad y la estupidez. Los métodos de la computación dura no proveen de suficientes capacidades para desarrollar e implementar sistemas inteligentes.

En lugar de confiar en las habilidades del programador, un verdadero programa de Computación Suave aprenderá de su experiencia por generalización y abstracción, emulando la mente humana tanto como pueda, especialmente su habilidad para razonar y aprender en un ambiente de incertidumbre, imprecisión, incompletitud y verdad parcial, propios del mundo real. De esta forma, es capaz de modelizar y controlar una amplia variedad de sistemas complejos, constituyéndose como una herramienta efectiva y tolerante a fallas para tratar con los problemas de toma de decisiones en ambientes complejos, el razonamiento aproximado, la clasificación y compresión de señales y el reconocimiento de patrones. Sus aplicaciones están relacionadas, entre otras, con el comercio, las finanzas, la medicina, la robótica y la automatización.

La Computación Suave combina diferentes técnicas modernas de Inteligencia Artificial como Redes Neuronales, Lógica Difusa, Algoritmos Genéticos y Razonamiento Probabilística, esta última incluyendo Algoritmos Evolutivos, Sistemas Caóticos, Redes de Opinión y, aunque solo parcialmente, Teoría de Aprendizaje. No obstante, conviene aclarar, la Computación Suave no es una mezcla con estos ingredientes, sino una disciplina en la cual cada componente contribuye con una metodología distintiva para manejar problemas en su dominio de aplicación que, de otra forma, se tornarían irresolubles. De una forma complementaria y sinérgica -en lugar de competitiva-, conduce a lo que se denomina "sistemas inteligentes híbridos", siendo los más visibles los neuro-difusos, aunque también se están empezando a ver los difuso-genéticos, los neuro-genéticos y los neuro-difusos-genéticos.

Cyborgs

Dentro de algunos años, podría haber sofisticados sistemas computacionales implantados dentro mismo del sistema nervioso humano y enlazados con las partes sensitivas del cerebro. De este modo, y a través de las ondas cerebrales, el hombre podrá interactuar directamente con su "anexo cibernético" a través de sus procesos de pensamiento, mejorando su rendimiento, expandiendo sus habilidades innatas o creando otras nuevas. Incluso el cerebro humano tendría integradas las funciones de algunos dispositivos actuales como el celular, el pager, el e-mail o la agenda.
Por ejemplo, cualquiera podría tener en su memoria y a su disposición súbita y virtualmente la totalidad de los conocimientos de la humanidad, con el agregado de que estarán permanentemente actualizados. Sin embargo, estarían en la memoria de la microcomputadora, no en la memoria del ser humano. Este podría tener acceso a ella, ya que estarán completamente integrados, pero no lo podría entender hasta que no lo haya "concientizado", comprendiendo el significado de cada frase. En ese caso, sería posible conectarse con la computadora a voluntad y usarla para extraer recuerdos específicos. Incluso, la nueva capa encefálica artificial podría hacer surgir "en vivo" los recuerdos guardados en la mente humana con la misma intensidad con que fueron realidad en un remoto pasado. Con las "películas omnisensoriales on-line", por ejemplo, uno podría llegar a convertirse en un "copiloto" que experimenta la realidad de otra persona en el mismo momento en que ésta lo está viviendo.


17. El gran salto en la Informática y las Telecomunicaciones se dará con el uso de los Componentes de la Luz.

Es ciertamente muy difícil hablar sobre el futuro: una y otra vez hemos visto cómo la extraordinaria inventiva humana deja atrás cualquier predicción y cómo, a su vez, la naturaleza nos da muestras de ser mucho más rica y sutil de lo que puede ser imaginado. Sin embargo, avances recientes en las aplicaciones físicas asociados a las tecnologías de la información basados en las propiedades de los componentes de la luz (fotones), y de la materia (electrones), así como en la aplicación de las leyes de la naturaleza a este nivel (los principios de la mecánica cuántica), nos permiten prever para las próximas décadas un avance importante en los límites de la computación y las comunicaciones. Se abrirán así grandes posibilidades para la humanidad en el siglo XXI.Aún si la industria de los semiconductores ha seguido la "ley de Moore", según la cual el poder de los procesadores se duplica cada 18 meses, lo cierto es que la tecnología actual tiene un límite físico impuesto por la miniaturización de los componentes y, por consiguiente, por las dimensiones del procesador y por el número de transistores, puesto que las señales eléctricas no pueden sobrepasar la velocidad de la luz.

Un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional de Sandia en Albuquerque, Nuevo México, puso en operación por primera vez un cristal fotónico en tres dimensiones, que es el equivalente para la luz (fotones) de lo que los semiconductores y transistores usuales son para los electrones. La luz es desviada en los diversos materiales que constituyen el cristal fotónico, que actúa como un switch de luz que servirá de base para los futuros transistores ópticos. A diferencia de los procesadores actuales que operan a velocidades en el rango de los millones de oscilaciones por segundo, los transistores ópticos tendrán capacidad de operar un millón de veces más rápido, lo que equivale a un millón de millones de ciclos por segundo.

Se llevó a cabo en la Universidad de Harvard un experimento nunca antes realizado, en el que la velocidad de la luz es reducida a 17 metros por segundo de su velocidad en el vacío de 300.000 kilómetros por segundo. Para lograr este efecto, se creó un medio de materia condensada llamado "transparencia inducida por electromagnetismo" utilizando un sistema de láser, que permitió reducir la velocidad de la luz por un factor de 20 millones sin ser absorbida. Se espera alcanzar próximamente velocidades tan bajas como centímetros por segundo en la propagación de la luz para aplicaciones prácticas de conversión óptico-electrónica y conversión de la luz de una frecuencia a otra, aspectos necesarios para implementar la tecnología óptica en los computadores y sistemas de comunicaciones en el futuro.

Una propiedad básica de los electrones es su spin u orientación de su rotación intrínseca, que actúa como un minúsculo magneto. Esta propiedad es la base de otra nueva tecnología, la spintrónica, donde el uso de las corrientes de spin de los electrones en un circuito de información se usa en lugar de las corrientes de carga eléctrica en la electrónica. Como fue demostrado recientemente en la Universidad de California, en Santa Bárbara, esta tecnología puede ser viable para transportar información en los computadores cuánticos.

El Futuro de las Telecomunicaciones.

Siguiendo el ritmo de desarrollo actual, veremos en la primera década del siglo XXI crecer el número de usuarios de Internet de unos 100 millones en la actualidad a unos 1.000 millones. El modelo de Internet posiblemente se impondrá en todos los aspectos de las telecomunicaciones, e incluso sustituirá la telefonía actual. Los protocolos de comunicación de Internet son simples y poderosos y pueden adaptarse a todo tipo de aplicaciones y a un gran crecimiento.
Un ejemplo de las aplicaciones tecnológicas del siglo XXI es el Proyecto Abilene, parte del Proyecto Internet 2, que interconecta a las universidades y centros de investigación más importantes en Estados Unidos. En Europa, el proyecto equivalente se conoce como TEN-155 y une a las universidades en16 países en el viejo continente. Abilene, es un proyecto conjunto de la Corporación Universitaria de Desarrollo Avanzado de Internet, y de las empresas Qwest, Cisco y Nortel. La velocidad usada en las aplicaciones de Abilene es 100.000 veces mayor que una conexión usual por módem. Aplicaciones como telecirugía y acceso remoto a telescopios, laboratorios e instrumentos avanzados de investigación y enseñanza serán cotidianas.


El Futuro del Software.

Los avances en los límites de la computación no podrían ser aprovechados sin un avance paralelo en el desarrollo de las aplicaciones y la accesibilidad de las tecnologías. Con el rol central y cada vez más importante de Internet, es posible que el software en el futuro sea cada vez más utilizado, distribuido y creado en la misma red de Internet en una forma abierta y disponible para todos.


18. Conclusión.


Desde sus comienzos el Hombre ha buscado (y casi siempre con éxito) la manera de superar los obstáculos impuestos por sus propias limitaciones, desde la invención de la escritura como una forma de romper la barrera que le impedía interactuar con sus pares, pasando por etapas en las que su ingenio lo llevara a construir máquinas que simplificaran y resolvieran las tareas administrativas, estadísticas y contables, disminuyendo los esfuerzos del trabajo humano y acelerando el tiempo de cada proceso.
Las computadoras son el reflejo de la inteligencia humana, representan la materialización de todos aquellos aspectos del pensamiento que son automáticos, mecánicos y determinísticos. Ellas potencian enormemente las capacidades intelectuales del hombre.

Obviamente, las computadoras han invadido ya todos y cada uno de los campos de la actividad humana: ciencia, tecnología, arte, educación, recreación, administración, comunicación, defensa y de acuerdo a la tendencia actual, nuestra civilización y las venideras dependerán cada vez más de éstas.
Se están desarrollando nuevas investigaciones en las que un programa informático de Inteligencia Artificial al equivocarse puede aprender de sus errores y utilizar fórmulas alternativas para no volver a cometerlos.

Está claro que estamos transitando una nueva era en la que se avanza a pasos agigantados, sin mirar a veces el terreno por el que caminamos.
Así como Julio Verne nunca imaginó al escribir “20.000 Leguas de viaje Submarino” que el Nautilus un siglo después sería una realidad, (convirtiéndolo en un visionario), deberíamos replantearnos, a la velocidad que avanzan la ciencia y la tecnología, si lo que hoy vemos como ciencia ficción (como por ejemplo Matrix) no será algún día realidad, y en lugar de estar las maquinas al servicio del hombre, este pase a ser esclavo de ellas.
Por eso creo firmemente que “Aún nos queda mucho por Aprender”, y espero que sepamos utilizar toda esa tecnología en pos de un futuro mejor para toda la humanidad.


Bibliografía


"Electrónica." Enciclopedia Microsoft Encarta 2001. 1993-2000 Microsoft Corporation. http://www.iacvt.com.ar/generaciones.htm

http://www.formarse.com.ar/informatica/generaciones.htm
http://itesocci.gdl.iteso.mx/~ia27563/basico.htm
http://www.infosistemas.com.mx/soto10.htm
http://www.fciencias.unam.mx/revista/temas/contenido.html
http://www.monografias.com
Enciclopedia Microsoft Encarta 98
"Introducción a las Computadoras y al Procesamiento de la Información"; Cuarta Edición Joyanes A. Luis; Metodología de la Programación"; McGrawHill


Trabajo realizado por:
César Valencia Campuzano
CesarValenciaSJRM@hotmail.com
www.monografias.com

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