TECNOLOGÍAS EMERGENTES Y CAMPOS DE APLICACIÓNW
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA DE SISTEMAS COMPUTACIONALES LICENCIATURA EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN ING. AMARILIS ALVARADO DE ARAYA PROYECTO NO.2 TECNOLOGÍAS EMERGENTES Y CAMPOS DE APLICACIÓN Jaime Quijada 8-879-1106 Pailiber Smith 8-855-1845 Diego Díaz 9-745-33 1
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA DE SISTEMAS COMPUTACIONALES
LICENCIATURA EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN
TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN
ING. AMARILIS ALVARADO DE ARAYA
PROYECTO NO.2
TECNOLOGÍAS EMERGENTES Y CAMPOS DE APLICACIÓN
Jaime Quijada 8-879-1106
Pailiber Smith 8-855-1845
Diego Díaz 9-745-33
20 DE JUNIO DEL 2013
1
PLAN DE CONTENIDO
Hoja de Presentación …1
Índice …2
Introducción …3
VI. TECNOLOGÍAS EMERGENTES Y CAMPOS DE APLICACIÓN …4
1. Comercio / Gobierno Electrónico …4
2. Entretenimiento …14
3. Educación …20
4. Sistemas de Información …23
5. Robótica …24
6. Bio-Informática …32
Conclusión …48
Bibliografía …49
2
INTRODUCCIÓN
La tecnología hoy día, avanza cada vez más acelerado debido a que en el
presente se las personas se determinan a acabar con los problemas ayudados
con los avances tecnológicos. Esta tiende a aplicarse a diferentes campos como la
educación, actualizando las bases de datos de conocimientos o en la ayuda del
aprendizaje práctico; o en la industrias, ahorrando los costos de producción y
mejorando los estándares de calidad invirtiendo en las tecnologías de
automatización.
3
VI. TECNOLOGÍAS EMERGENTES Y CAMPOS DE APLICACIÓN
Tecnologías emergentes o tecnologías convergentes son términos usados
para señalar la emergencia y convergencia de nuevas tecnologías,
respectivamente, con potencial de demostrarse como tecnologías disruptivas.
Entre ellas, se encuentran nanotecnología, la biotecnología, las tecnologías de la
información y la comunicación, la ciencia cognitiva, la robótica, y la inteligencia
artificial.
1. GOBIERNO Y COMERCIO ELECTRÓNICO
El gobierno electrónico (en inglés e-government)
consiste en el uso de las tecnologías de la
información y el conocimiento en los procesos
internos de gobierno en la entrega de los productos
y servicios del Estado tanto a los ciudadanos como
a la industria. Muchas de las tecnologías
involucradas y sus implementaciones son las
mismas o similares a aquéllas correspondientes al
sector privado del comercio electrónico (o e-
business), mientras que otras son específicas o
únicas en relación a las necesidades del gobierno.
Se basa principalmente en la implantación de herramientas como portales, ERP's
(Enterprise Resourse Planning), que en caso de los gobiernos se conocen como
GRP's (Gross Rating Points), CRM's (Customer Relationship Management), como
redes sociales o comunidades virtuales y muchas otras, buscando una mejora en
la eficiencia y eficacia de los procesos internos y de vinculación con la sociedad.
El gobierno electrónico describe el uso de tecnologías para facilitar la operación de
gobierno y la distribución de la información y los servicios del mismo. Lidia con
aplicaciones pertenecientes y no pertenecientes a internet para servir de ayuda a
4
los gobiernos. Este servicio a los ciudadanos se realiza con el uso a gran escala
de tecnologías como: teléfono, fax, sistemas de vigilancia, identificación por
sistemas de radiofrecuencia e incluso la televisión y la radio.
Principales requisitos:
a) Transparencia
La agencia gubernamental debe proporcionar al exterior información acerca de sí
misma y los procesos que lleva a cabo. El nivel de transparencia mide el esfuerzo
de una agencia para hacer disponible la información a través de su sitio web. La
transparencia no se refleja sólo en la cantidad de información; también en la
calidad de la misma.
Las cinco categorías que se engloban en el término transparencia son:
1. Propiedad: la evidencia de que el gobierno gestiona la página y se preocupa de
sus contenidos.
2. Contactos/accesibilidad: cómo y con quién contactar en relación con las
actividades llevadas a cabo por la institución.
3. Información de la institución: sobre su estructura y área de actividad.
4. Información sobre contenidos: información sobre la base política de la
institución.
5. Consecuencias para los ciudadanos/respuestas: pasos que el visitante podría
dar para hacer una gestión.
b) Interactividad
Mide el grado de facilidad con la que los usuarios pueden acceder a la información
proporcionada por el gobierno y utilizarla. Esto no sólo implica el uso de la
información digital, sino también la transacción de servicios en un sentido
eminentemente práctico.
5
Las cinco categorías organizadas bajo el término interactividad son las siguientes:
1. Seguridad y confidencialidad: la mayor accesibilidad de una web implica una
menor obligación por parte de los usuarios de proporcionar información personal
para acceder al material y descargarlo.
2. Contactos/accesibilidad: evidencias de que la institución está dispuesta a recibir
datos y peticiones externas.
3. Información sobre la institución: debe ofrecer la opción de contactar con el
personal de manera sencilla desde la red.
4. Información sobre contenidos: un usuario podría querer conocer cómo trata el
gobierno los principales asuntos en un área determinada.
5. Consecuencias/respuestas: la sencillez con la que pueden seguirse las
actividades de la institución a través de enlaces con páginas afines.
Ejemplos de gobierno electrónico
Los gobiernos electrónicos deberían permitir a cualquiera que visite la página web
de una ciudad comunicarse e interactuar con empleados de esa ciudad vía
Internet con interfaces gráficas de usuario, mensajería instantánea y
presentaciones audiovisuales. El gobierno debería centrarse en:
1. El uso de las TIC, y particularmente internet.
2. El uso de las TIC en todas las facetas de la organización gubernamental.
3. La continua optimización de la prestación de servicios y las transformaciones de
las relaciones internas y externas a través de la tecnología, Internet y los nuevos
medios de comunicación.
El gobierno electrónico debe centrarse en la inclusión de los ciudadanos de una
manera participativa a través de las tecnologías de la información y la
comunicación.
6
El comercio electrónico, también conocido como e-commerce (electronic
commerce en inglés), consiste en la compra y venta de productos o de
servicios a través de medios electrónicos, tales como Internet y otras redes
informáticas. Originalmente el término se aplicaba a la realización de
transacciones mediante medios electrónicos tales como el Intercambio
electrónico de datos, sin embargo con el advenimiento de la Internet y la
World Wide Web a mediados de los años 90 comenzó a referirse
principalmente a la venta de bienes y servicios a través de Internet, usando
como forma de pago medios electrónicos, tales como las tarjetas de crédito.
La cantidad de comercio llevada a
cabo electrónicamente ha crecido de
manera extraordinaria debido a
Internet. Una gran variedad de
comercio se realiza de esta manera,
estimulando la creación y utilización
de innovaciones como la transferencia
de fondos electrónica, la
administración de cadenas de
suministro, el marketing en Internet, el
procesamiento de transacciones en
línea (OLTP), el intercambio electrónico de datos (EDI), los sistemas de
administración del inventario y los sistemas automatizados de recolección de
datos.
Latinoamérica también ha experimentado un gran crecimiento, particularmente en
los últimos diez años y en gran medida gracias a Brasil y México, dos de los
principales protagonistas y con mayor radio de crecimiento.
La mayor parte del comercio electrónico consiste en la compra y venta de
productos o servicios entre personas y empresas, sin embargo un porcentaje
7
considerable del comercio electrónico consiste en la adquisición de artículos
virtuales (software y derivados en su mayoría), tales como el acceso a contenido
"Premium" de un sitio web.
Origen y evolución histórica
En los últimos decenios del siglo XIX empresas comerciales como Montgomery
Ward y luego Sears iniciaron la venta por catálogo en los Estados Unidos. Este
sistema de venta, revolucionario para la época, consiste en un catálogo con fotos
ilustrativas de los productos a vender. Este permite tener mejor llegada a las
personas, ya que no hay necesidad de tener que atraer a los clientes hasta los
locales de venta. Esto posibilitó a las tiendas poder llegar a tener clientes en zonas
rurales, que para la época que se desarrolló dicha modalidad existía una gran
masa de personas afectadas al campo. Además, otro punto importante a tener en
cuenta es que los potenciales compradores pueden escoger los productos en la
tranquilidad de sus hogares, sin la asistencia o presión, según sea el caso, de un
vendedor. La venta por catálogo tomó mayor impulso con la aparición de las
tarjetas de crédito; además de determinar un tipo de relación de mayor anonimato
entre el cliente y el vendedor.
La práctica del comercio electrónico comenzó a principios de 1970, con novedosas
aplicaciones como la transferencia de fondos monetarios. Después apareció el
intercambio de datos vía electrónica, que produjo una expiación en el comercio
electrónico, dando lugar a otros tipos de procesos comerciales. Todos estos
procesos permitieron que pequeñas empresas pudieran aumentar su nivel de
competitividad implementando el comercio electrónico en sus actividades diarias.
Debido a esto el comercio en línea se ha expandido muy rápidamente gracias a
los millones de consumidores potenciales a los que se puede llegar a través de
este medio.
A principio de los años 1970, aparecieron las primeras relaciones comerciales que
utilizaban una computadora para transmitir datos, tales como órdenes de compra y
facturas. Este tipo de intercambio de información, si bien no estandarizado, trajo
8
aparejadas mejoras de los procesos de fabricación en el ámbito privado, entre
empresas de un mismo sector.
A mediados de 1980, con la ayuda de la televisión, surgió una nueva forma de
venta por catálogo, también llamada venta directa. De esta manera, los productos
son mostrados con mayor realismo, y con la dinámica de que pueden ser
exhibidos resaltando sus características. La venta directa se concreta mediante un
teléfono y usualmente con pagos de tarjetas de crédito.
En 1995 los países integrantes del G7/G8 crearon la iniciativa Un Mercado Global
para PYME's, con el propósito de acelerar el uso del comercio electrónico entre
las empresas de todo el mundo, durante el cual se creó el portal pionero en idioma
español Comercio Electrónico Global.
Ventajas del comercio electrónico:
a) Para las empresas
El comercio electrónico realizado entre empresas es
llamado en inglés Business-to-business o B2B. El B2B
puede estar abierto a cualquiera que esté interesado
(como el intercambio de mercancías o materias primas), o
estar limitado a participantes específicos pre-calificados
(mercado electrónico privado).
Algunas de sus virtudes son:
1. Mejoras en la distribución: La Web ofrece a ciertos tipos de proveedores
(industria del libro, servicios de información, productos digitales) la posibilidad
de participar en un mercado interactivo, en el que los costos de distribución o
ventas tienden a cero, como por ejemplo en la industria del software, en la que
los productos pueden entregarse de inmediato, reduciendo de manera
progresiva la necesidad de intermediarios.
2. Comunicaciones comerciales por vía electrónica: Actualmente, la mayoría de
las empresas utiliza la Web para informar a los clientes sobre la compañía,
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aparte de sus productos o servicios, tanto mediante comunicaciones internas
como con otras empresas y clientes; esto facilita las relaciones comerciales,
así como el soporte al cliente, ya que al estar disponible las 24 horas del día,
las empresas pueden fidelizar a sus clientes mediante un diálogo asincrónico
que sucede a la conveniencia de ambas partes.
3. Beneficios operacionales: El uso empresarial de la Web reduce errores,
tiempo y sobrecostos en el tratamiento de la información. Los proveedores
disminuyen sus costos al acceder de manera interactiva a las bases de datos
de oportunidades de ofertas, enviar éstas por el mismo medio, y por último,
revisar de igual forma las concesiones; además, se facilita la creación de
mercados y segmentos nuevos, el incremento en la generación de ventajas en
las ventas, la mayor facilidad para entrar en mercados nuevos, especialmente
en los geográficamente remotos, y alcanzarlos con mayor rapidez.
4. Facilidad para fidelizar clientes: Mediante la aplicación de protocolos y
estrategias de comunicación efectivas que le permitan al usuario final del
portal web de la compañía plantear inquietudes, levantar requerimientos o
simplemente hacer comentarios con relación a los productos o servicios de la
misma, y si y solo si estos comentarios son debidamente procesados se
puede crear un elemento importante para lograr la fidelización de los clientes,
y en consecuencia aumentar la re-compra de productos y servicios, así como
también la ampliación del rango de cobertura en el mercado.
Características únicas de su tecnología
1. Ubicuidad: la tecnología de internet/ web está disponible en todos lados, en el
trabajo, en el hogar y en cualquier otro lado a través de los dispositivos
móviles, en cualquier momento. El mercado se extiende más allá de los límites
tradicionales y se elimina de una ubicación temporal y geográfica. Se crea el
“Marketspace”; se pueden realizar compras en cualquier parte. Se mejora la
conveniencia para el cliente y se reducen los costos de compra.
2. Alcance global: la tecnología se extiende más allá de los límites nacionales,
alrededor de la tierra. Se habilita el comercio a través de los límites culturales
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y nacionales sin problemas ni modificaciones. El “Marketspace” incluye
potencialmente miles de millones de clientes y millones de negocios en todo el
mundo.
3. Estándares universales: hay un conjunto de estándares de tecnología, a saber
estándares de internet. Hay un conjunto de estándares de medios técnicos en
todo el mundo.
4. Riqueza: es posible transmitir mensajes de video, audio y texto. Los mensajes
de comercialización de video, audio y texto se integran en una sola
experiencia de consumo y mensaje de comercialización.
5. Interactividad: la tecnología funciona a través de la interacción con el usuario.
Los consumidores entablan un diálogo que ajusta en forma dinámica la
experiencia para el individuo, y hace del consumidor un coparticipante en el
proceso de entrega de bienes en el mercado.
6. Densidad de la información: la tecnología reduce los costos de la información
y eleva la calidad. Los costos de comunicación, procesamiento y
almacenamiento de la información se reducen en forma dramática, mientras
que la prevalencia, precisión y actualidad se incrementan de manera
considerable. La información es abundante, económica y precisa.
7. Personalización/adecuación: la tecnología permite entregar mensajes
personalizados a individuos y grupos. La personalización de los mensajes de
comercialización y la adecuación de productos y servicios se basan en las
características individuales.
8. Tecnología social: generación de contenido por parte del usuario y redes
sociales. Los nuevos modelos social y de negocios de internet permiten que el
usuario cree y distribuya su propio contenido, y soportan las redes sociales.
Infraestructura y fundamentos
Las aplicaciones del comercio en línea se basan principalmente en esta
infraestructura:
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1. Infraestructura de servicios comerciales comunes: directorios, catálogos,
tarjetas inteligentes de seguridad/autentificación, instituciones intermediarias
para el pago electrónico.
2. Infraestructura de red: Internet (VAN, LAN, WAN), Intranet, Extranet, televisión
por cable y satelital, dispositivos electrónicos, Internet.
3. Infraestructura de los mensajes y de distribución de información: intercambio
electrónico de datos, correo electrónico, protocolo de transferencia de
hipertexto.
4. Infraestructura de interfaces: está asentado en bases de datos, agenda de
clientes y aplicaciones, y sus interrelaciones.
5. Plataformas y lenguajes multimedia para la infraestructura pública de red:
VRML, HTML, XHTML, JavaScript.
Internet, Intranet y Extranet proporcionan enlaces vitales de comercio electrónico
entre los componentes de una empresa y sus clientes, proveedores y otros socios
comerciales. Esto permite que las empresas participen en tres categorías básicas
de aplicaciones de comercio electrónico:
a Entre organizaciones comerciales y clientes/consumidores.
b Sólo entre organizaciones comerciales.
c Dentro de la misma organización.
Usos habituales
El comercio electrónico puede utilizarse en cualquier entorno en el que se
intercambien documentos entre empresas: compras o adquisiciones, finanzas,
industria, transporte, salud, legislación y recolección de ingresos o impuestos. Ya
existen compañías que utilizan el comercio electrónico para desarrollar los
aspectos siguientes:
a Creación de canales nuevos de marketing y ventas.
b Acceso interactivo a catálogos de productos, listas de precios y folletos
publicitarios.
c Venta directa e interactiva de productos a los clientes.
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d Soporte técnico ininterrumpido, permitiendo que los clientes encuentren por
sí mismos, y fácilmente, respuestas a sus problemas mediante la obtención
de los archivos y programas necesarios para resolverlos.
e Mediante el comercio electrónico se intercambian los documentos de las
actividades empresariales entre socios comerciales. Los beneficios que se
obtienen en ello son: reducción del trabajo administrativo, transacciones
comerciales más rápidas y precisas, acceso más fácil y rápido a la
información, y reducción de la necesidad de reescribir la información en los
sistemas de información.
Los tipos de actividad empresarial que podrían beneficiarse mayormente de la
incorporación del comercio electrónico son:
1. Sistemas de reservas. Centenares de agencias dispersas utilizan una base de
datos compartida para acordar transacciones.
2. Stocks. Aceleración a nivel mundial de los contactos entre proveedores de
stock.
3. Elaboración de pedidos. Posibilidad de referencia a distancia o verificación por
parte de una entidad neutral.
4. Seguros. Facilita la captura de datos.
5. Empresas proveedoras de materia prima a fabricantes. Ahorro de grandes
cantidades de tiempo al comunicar y presentar inmediatamente la información
que intercambian.
13
6. 2. ENTRETENIMIENTO ELECTRÓNICO
La historia del entretenimiento es tan antigua
como la misma historia de la humanidad. Los
primeros hombres que contaban relatos junto al
fuego se convirtieron en puente entre el mundo
real y el de los dioses. Los actores, músicos y
trovadores de las civilizaciones antiguas
trasladaban las inquietudes del pueblo a sus
mandatarios. Luego, el avance de la tecnología
los transformó en señales eléctricas que
viajaban entre ondas radiales y televisivas para divertir a distancia. Hoy, lo
digital reina y las fuentes de entretenimiento están literalmente en manos de
todos.
Cuando hablamos de entretenimiento electrónico o digital nos referimos a la
combinación entre dispositivos y contenidos desarrollados con el propósito de
satisfacer las necesidades de diversión, llenar el tiempo de ocio e incluso crear
nuevas realidades en las que los sujetos pueden encontrar formas diversas de
recrearse. Los videojuegos, la televisión y el cine 3D, el mapping y los
hologramas llevados a espectáculos masivos hacen parte de esta oferta.
En materia de videojuegos, las grandes potencias creadoras de los sucesos
más significativos en consolas, identificación sensorial y universos de juego
continúan trabajando por una nueva revolución que esta vez transformará el
entretenimiento portátil a través de aplicaciones y versiones para dispositivos
móviles. En este campo, América Latina constituye un amplio territorio por
explorar como mercado y como fuente creativa.
En la actualidad los dispositivos parecen ser cada vez más futuristas de lo
imaginado. Hoy contamos con parte de la tecnología, o por lo menos las bases,
14
de lo que tiempo atrás la ciencia ficción nos había mostrado como 'el futuro'.
Interactuar con la fachada de un edificio es factible gracias a la proyección del
3D mapping; ver la materialización y descomposición de objetos y cuerpos
sobre una tarima es viable al mezclar acetatos y hologramas; hasta trasladar el
cuerpo dentro de la máquina y controlar los movimientos de un personaje es
posible gracias a los controladores de juegos libres tipo Kinect.
Características Del Sector De Entretenimiento Electrónico:
1. Es una industria tecnológicamente avanzada e innovadora, lo que hace que sea
tremendamente interesante de analizar, especialmente teniendo en cuenta las
repercusiones directas e indirectas que tiene con sectores cercanos, como la
electrónica de consumo.
2. Es rentable: habiendo alcanzado su máximo de 23000 millones de dólares en
2007, resulta particularmente atractiva desde el punto de vista de gestión e
inversión.
3. Es muy competitiva: con empresas de la talla de Microsoft o Sony compitiendo
por el liderazgo del sector, el aspecto estratégico, innovador y competitivo está
muy presente.
4. Está fuertemente segmentada: lo que implica que hay mercado para todo tipo
de inversores y una gran variedad de productos y públicos objetivo.
5. Es joven: desde el aspecto puramente comercial, el entretenimiento electrónico
no ha cumplido aún cincuenta años, lo que permite realizar un histórico
fidedigno que permita obtener una visión global en el tiempo del sector.
6. Está creciendo rápidamente: dentro del sector del ocio y los medios de
Comunicación, ostenta el segundo crecimiento más alto, después de Internet, lo
15
que abre nuevas oportunidades de negocio, además de grandes beneficios en
un futuro próximo.
Inmersión:
Capacidad para creerse lo que se juega e integrarse en el mundo virtual mostrado
en el juego.
La inmersión es la característica del juego relacionada con provocar que el jugador
se vea envuelto en el mundo virtual, volviéndose parte de éste e interactuando con
él. El usuario percibe el mundo virtual representado por el videojuego, con sus
leyes y reglas que lo gobiernan.
Propiedades.
Para caracterizar la inmersión proponemos las siguientes propiedades:
1. Conciencia: El grado de conciencia sobre el videojuego, o de creerse a lo que
se juega, es una de las propiedades fundamentales de la Inmersión. Un jugador
necesita concienciarse de lo que percibe del mundo virtual para poder
desarrollar todas sus habilidades y de esta forma poder superar los retos
propuestos.
2. Elementos del videojuego relacionados: Los elementos más destacados dentro
de esta propiedad son: Mecánicas (Reglas, Retos, Metas y Objetivos, Realismo,
Dimensionalidad), Interactividad (control, navegación) Desarrollo Argumental
(historia, narrativa y desarrollo de personajes), Estética, Ambientación (sonora,
visual), Interfaz de Usuario, Look n’ Feel y Game Engine (Física, Gráficos,
Sonidos, IA).
3. Realismo: El realismo influye notablemente en la capacidad de inmersión de un
videojuego. Un videojuego cuanto más realista es en los controles, en la
ambientación o en la presentación de contenidos más capacidad de inmersión
producirá al usuario. El nivel de realismo de un videojuego ayuda a focalizar al
16
jugador en los retos, y que las construcciones del modelo mental del
videojuego, la conciencia, sea mucho menor al ser más parecido dicho mundo
virtual al real. El realismo provoca credibilidad en el jugador ante el sistema de
juego.
4. Destreza: La destreza de un jugador viene dada como la habilidad de realizar
movimientos y acciones en el mundo virtual en el que está inmerso. Podemos
destacar dos tipos de destrezas:
5. Interactiva: Destreza o habilidad del jugador a la hora de interactuar sobre el
control y realizar acciones o combinaciones de movimientos que se trasforman
en determinadas acciones en el mundo virtual.
6. Virtual: Habilidad para realizar los movimientos y acciones necesarios dentro
del mundo virtual.
7. Cercanía Sociocultural: Los videojuegos, como entornos interactivos e
inmersivos, tienen mayor eficacia según la cercanía sociocultural con el jugador
que va a hacer uso de ellos. Esto puede provocar que la elección de metáforas
o ambientaciones virtuales, aun siendo realistas, provoque menor inmersión
dependiendo de las características socioculturales del jugador como pueden ser
el sexo o la edad.
Mercado Actual
a) Introducción
El mercado actual está creciendo de una forma que no tiene precedentes en el
sector. Con un crecimiento anual de doble dígito (11.4% hasta 2013, según la
estimación de la consultora Price WaterHouseCoopers), el mercado de los
videojuegos se estima que mueva un volumen de aproximado de 46 mil millones
de dólares en 2012.
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Este importante crecimiento es impulsado por diversos factores:
a La entrada de la nueva generación de consolas.
b La estandarización de los teléfonos móviles como plataforma de ocio.
c La creciente aceptación, especialmente en el mercado asiático, de los
juegos masivos en línea, tanto gratuitos como de pago.
d Existen otros factores secundarios, como la entrada de la nueva generación
de dispositivos de almacenamiento óptico (Blu-ray), la entrada de la alta
definición a precios asequibles y la pérdida de la exclusividad del juego
online en los compatibles. Actualmente, estos factores se aúnan para definir
los nuevos caminos que toman los diversos segmentos.
b) Consolas:
En el mercado actual de consolas compiten tres compañías de hardware:
Nintendo, Sony y Microsoft. En el mercado de proveedores de software, sumido en
un importante proceso de centralización, existen multitud de compañías a nivel
mundial, siendo unas de las más importantes Electronic Arts (EEUU), Square-Enix
(Japón), Sega (Japón), Take-Two (EEUU), Ubisoft (Francia), Capcom (Japón),
Namco (Japón) o Epic Games (EEUU). Dichas compañías producen títulos de
forma exclusiva para alguna de las plataformas, o bien, se vuelcan en desarrollos
multiplataforma, siendo esta última la tendencia actual, dada la incertidumbre del
mercado respecto a cuál será el estándar de hardware.
c.1) Hardware
El hardware en los sistemas de entretenimiento interactivo –conocidos
como videoconsolas o, simplemente, consolas- consta de un único bloque de
hardware, el cual se conecta a televisión (mediante cable RGB), a televisión de
alta definición (mediante HDMI o componentes) o monitor (mediante adaptador
VGA). El audio sale mediante RGB, HDMI o salida digital. La entrada, por su
parte, se realiza mediante mandos (también conocidos como pad) que, como
18
innovación en esta generación, son inalámbricos. Cabe decir que de los
nuevos sistemas, únicamente PlayStation 3 y XBOX 360 tienen soporte para
alta definición, ya sea 720p o 1028p.
c.2) Software:
Como ya se ha comentado, el software de juego es suministrado por las
compañías desarrolladoras. Estas compañías pueden ser de tres tipos:
a First-party o compañías internas : son aquellas que proveen software para el
fabricante de una plataforma, perteneciendo de forma entera a dicho
fabricante. Ejemplos de ello podrían ser, en el caso de Microsoft, Ensemble
Studios, en el caso de Sony, Polyphony Digital o en el caso de Nintendo,
Retro Studios.
b Second-party: se refieren a compañías que, si bien no forman parte de
ninguna compañía propietaria de hardware, desarrollan sólo para ésta.
Ejemplos de este tipo de desarrolladoras son, en el caso de Microsoft,
Bungie Software, en el caso de Sony, Insomniac Games o en el caso de
Nintendo, HAL Laboratories.
c Third-party o desarrolladoras externas: estas compañías publican software
para cualquier plataforma, según decidan ellas mismas. Son las compañías
más grandes, y entre ellas podemos encontrar a Electronic Arts, Sega,
Ubisoft o Capcom.
Es importante remarcar la importancia de agrupar a las compañías adecuadas
alrededor de una plataforma, ya que son estas las que deciden el futuro de la
consola.
Si bien las compañías First-party y Second-party pueden proveer grandes éxitos
(basta citar en el caso de Bungie la franquicia Halo, o en el caso de Insomniac la
franquicia Resistance).
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3. SISTEMAS DE INFORMACIÓN
Un sistema de información (SI) es un conjunto de elementos orientados al
tratamiento y administración de datos e información, organizados y listos para su
uso posterior, generados para cubrir una necesidad u objetivo. Dichos elementos
formarán parte de alguna de las siguientes categorías:
Personas
Datos
Actividades o técnicas de trabajo
Recursos materiales en general
(generalmente recursos
informáticos y de comunicación,
aunque no necesariamente).
Existen pautas básicas para el desarrollo de un SI para una organización:
Conocimiento de la Organización: Analizar y conocer todos los sistemas que
forman parte de la organización, así como los futuros usuarios del SI. En las
empresas (fin de lucro presente), se analiza el proceso de negocio y los
procesos transaccionales a los que dará soporte el SI.
Identificación de problemas y oportunidades: El segundo paso es relevar las
situaciones que tiene la organización y de las cuales se puede sacar una
ventaja competitiva (Por ejemplo: una empresa con un personal capacitado en
manejo informático reduce el costo de capacitación de los usuarios), así como
las situaciones desventajosas o limitaciones que hay que sortear o que tomar
en cuenta (Por ejemplo: el edificio de una empresa que cuenta con un espacio
muy reducido y no permitirá instalar más de dos computadoras).
Determinar las necesidades: Este proceso también se denomina e licitación de
requerimientos. En el mismo, se procede identificar a través de algún método
20
de recolección de información (el que más se ajuste a cada caso) la información
relevante para el SI que se propondrá.
Diagnóstico: En este paso se elabora un informe resaltando los aspectos
positivos y negativos de la organización. Este informe formará parte de la
propuesta del SI y, también, será tomado en cuenta a la hora del diseño.
Propuesta: Contando ya con toda la información necesaria acerca de la
organización es posible elaborar una propuesta formal dirigida hacia la
organización donde se detalle el presupuesto, relación costo-beneficio,
presentación del proyecto de desarrollo del SI.
Diseño del sistema: Una vez aprobado el proyecto, se comienza con la
elaboración del diseño lógico del SI; la misma incluye el diseño del flujo de la
información dentro del sistema, los procesos que se realizarán dentro del
sistema, etc. En este paso es importante seleccionar la plataforma donde se
apoyará el SI y el lenguaje de programación a utilizar.
Codificación: Con el algoritmo ya diseñado, se procede a su reescritura en un
lenguaje de programación establecido (programación), es decir, en códigos que
la máquina pueda interpretar y ejecutar.
Implementación: Este paso consta de todas las actividades requeridas para la
instalación de los equipos informáticos, redes y la instalación del programa
generado en el paso anterior.
Mantenimiento: Proceso de retroalimentación, a través del cual se puede
solicitar la corrección, el mejoramiento o la adaptación del SI ya creado a otro
entorno. Este paso incluye el soporte técnico acordado anteriormente.
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Tipos de sistemas de información
Debido a que el principal uso que se da a los SI es el de optimizar el desarrollo de
las actividades de una organización con el fin de ser más productivos y obtener
ventajas competitivas, en primer término, se puede clasificar a los sistemas de
información en:
Sistemas Competitivos.
Sistemas Cooperativos.
Sistemas que modifican el estilo de operación del negocio.
Actividades que realiza un Sistema de Información:
Entradas:
Datos generales del cliente: nombre, dirección, tipo de cliente, etc.
Políticas de créditos: límite de crédito, plazo de pago, etc.
Facturas (interface automático).
Pagos, depuraciones, etc.
Proceso:
Cálculo de antigüedad de saldos.
Cálculo de intereses moratorios.
Cálculo del saldo de un cliente.
Almacenamiento:
Movimientos del mes (pagos, depuraciones).
Catálogo de clientes.
Facturas.
Salidas:
Reporte de pagos.
Estados de cuenta.
Pólizas contables (interface automática)
Consultas de saldos en pantalla de una terminal.
22
4. EN LA EDUCACIÓN
La informática en la educación infantil se refiere a la integración de
las tecnologías de la información y la comunicación TIC’s en las prácticas
pedagógicas desarrolladas en los primeros niveles educativos, dicho de otro modo
cuando se habla de la Informática en educación infantil se estará haciendo
referencia a los manejos y usos adecuados que dan los docentes a las
herramientas informáticas en estos niveles, utilizándolas en diversas metodologías
para resinificar la enseñanza de los niños pequeños.
Para comprender mejor esta relación se debe definir con claridad los conceptos
que la componen, por eso se entiende entonces que la informática es la ciencia
que se encarga de automatizar la información a través de máquinas como los
computadores (según el diccionario informático G-M) que permiten mejorar
algunas prácticas entre las cuales se destacan las de carácter educativo; mientras
que la educación infantil se refiere a la educación que se imparte a los niños y
niñas entre los 3 y los 5 o 6 años de edad, es decir los niveles que anteceden
la educación básica primaria. La introducción de la informática en los diferentes
factores de la sociedad ha hecho cambiar las formas de intervenir en la educación
y hoy en día en diferentes instituciones de educación inicial se ha empezado a
utilizar computadores y otros elementos audiovisuales de las innovaciones
tecnológicas con la intención de acercar a sus pequeños estudiantes hacia
la sociedad del conocimiento. Se han identificado varias formas en que los
docentes utilizan las Tics en los niveles de la educación infantil, tales como: de
uso libre, de uso guiado o de uso práctico.
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5. LA ROBÓTICA
La robótica es la rama de la tecnología que se dedica al diseño, construcción,
operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de los robots. La
robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica,
la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física. Otras
áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables,
la anima trónica y las máquinas de estados.
De forma general, la Robótica se define como: El conjunto de conocimientos
teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y
automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poli articuladas, dotados
de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o
al sustitución del hombre en muy diversas tareas.
El término robot se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots Universales
Rossum), escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al inglés de dicha
obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados, fue traducida
al inglés como robot.
Un sistema Robótico se puede describirse, como "Aquel que es capaz de
recibir información, de comprender su entorno a través del empleo de modelos, de
formular y de ejecutar planes, y de controlar o supervisar su operación". La
Robótica es esencialmente pluridisciplinaria y se apoya en gran medida en los
progresos de la microelectrónica y de la informática, así como en los de nuevas
disciplinas tales como el reconocimiento de patrones y de inteligencia artificial.
Fecha Importancia Nombre
del robots
Inventor
1495 Diseño de un robots humanoide Caballero
mecánico
Leonardo
Da Vinci
1738 Pato mecánico capaz de comer, agitar sus
alas y excretar
Digesting
Duck
Jacques de
Vaucanson
24
1800 Juguetes mecánicos japoneses que sirven
té, disparan flechas y pintan
Juguetes
Karakuri
Hisashige
Tanaka
1956 Primer robots comercial, de la compañía
unimation fundada por George Devol y
Joseph Engelberger basada en una
patente de devol.
Unimate George
Devol
1961 Se instala el primer robot industrial Unimate George
Devol
1963 Es una máquina que proporciona medios
automáticos para apilar los casos de
mercancías o productos a un palet.
1973 Primer robot con seis ejes
electromecánicos
Famulus Kuka Robot
Group
1975 Brazo manipulador programable universal,
un producto de unimation
PUMA Victor
scheinman
2000 Robot Humanoide capaz de desplazarse
de forma bípeda e interactuar con las
personas
Asimo Honda
motor Co.
Ltd
Clasificación de los robots:
1ª Generación.
Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema
de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
2ª Generación.
Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido
ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través
de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos
mientras el robot le sigue y los memoriza.
25
3ª Generación.
Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta
las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los
movimientos necesarios.
4ª Generación.
Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores
que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso.
Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo
real.
Clasificación de los robots según su arquitectura:
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede
ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha
introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del
cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos
niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal),
hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus
elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que
pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha
indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación
coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión
de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos:
poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos.
Poliarticulados
En este grupo se encuentran los
Robots de muy diversa forma y
configuración, cuya característica
común es la de ser básicamente
sedentarios (aunque
excepcionalmente pueden ser guiados
para efectuar desplazamientos
26
limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un
determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas, y con
un número limitado de grados de libertad. En este grupo, se encuentran los
manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean
cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada,
actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado
en el suelo.
Móviles
Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basada en carros o
plataformas, y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino
por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de
sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro
de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de
la radiación electromagnética de
circuitos empotrados en el suelo, o a
través de bandas detectadas
fotoeléctricamente, pueden incluso
llegar a sortear obstáculos y están
dotados de un nivel relativamente
elevado de inteligencia.
Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente
la forma y el comportamiento cinemática del ser
humano. Actualmente, los androides son todavía
dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad
práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y
experimentación. Uno de los aspectos más complejos
de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de
los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este
27
caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo
real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.
Zoomórficos
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir
también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por
sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la
disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente
agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no
caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco
evolucionado. Los experimentos efectuados en Japón basados en segmentos
cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento
relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy
numerosos y están siendo objeto de
experimentos en diversos laboratorios con
vistas al desarrollo posterior de verdaderos
vehículos terrenos, piloteados o autónomos,
capaces de evolucionar en superficies muy
accidentadas. Las aplicaciones de estos
Robots serán interesantes en el campo de la
exploración espacial y en el estudio de los
volcanes.
Híbridos
Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se
sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por
conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado
y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de
los Robots zoomórficos.
De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la
yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al
de los Robots industriales.
28
En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no
pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los
Robots personales.
Las características con las que se clasifican
principalmente:
Propósito o función
Sistema de coordenadas empleado
Número de grados de libertad del efecto formal
Generación del sistema control.
La Robotica en la actualidad:
En la actualidad, los robots comerciales e industriales son ampliamente utilizados,
y realizan tareas de forma más exacta o más barata que los humanos. También se
les utiliza en trabajos demasiado sucios, peligrosos o tediosos para los humanos.
Los robots son muy utilizados en plantas de manufactura, montaje y embalaje, en
transporte, en exploraciones en la Tierra y en el espacio, cirugía, armamento,
investigación en laboratorios y en la producción en masa de bienes industriales o
de consumo.
Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tóxicos, minería, búsqueda y
rescate de personas y localización de minas terrestres.
Existe una gran esperanza, especialmente en Japón, de que el cuidado del hogar
para la población de edad avanzada pueda ser desempeñado por robots.
Los robots parecen estar abaratándose y reduciendo su tamaño, una tendencia
relacionada con la miniaturización de los componentes electrónicos que se utilizan
para controlarlos. Además, muchos robots son diseñados en simuladores mucho
antes de construirse y de que interactúen con ambientes físicos reales. Un buen
ejemplo de esto es el equipo Spiritual Machine, un equipo de 5 robots desarrollado
totalmente en un ambiente virtual para jugar al fútbol en la liga mundial de
la F.I.R.A.
29
Además de los campos mencionados, hay modelos trabajando en el sector
educativo, servicios (por ejemplo, en lugar de recepcionistas humanos o vigilancia)
y tareas de búsqueda y rescate.
Robots usos médicos
Recientemente, se ha logrado un gran avance en los robots dedicados a la
medicina, con dos compañías en particular, Computer Motion e Intuitive Surgical,
que han recibido la aprobación regulatoria en América del Norte, Europa y Asia
para que sus robots sean utilizados en procedimientos de cirugía invasiva mínima.
Desde la compra de Computer Motion (creador del robot Zeus) por Intuitive
Surgical, se han desarrollado ya tres modelos de robot Da Vinci por esta última.
En la actualidad, existen más de 2.300 robots quirúrgicos Da Vinci en el mundo,
con aplicaciones en Urología, Ginecología, Cirugía general, Cirugía Pediátrica,
Cirugía Torácica, Cirugía Cardíaca y ORL. También la automatización de
laboratorios es un área en crecimiento. Aquí, los robots son utilizados para
transportar muestras biológicas o químicas entre instrumentos tales como
incubadoras, manejadores de líquidos y lectores. Otros lugares donde los robots
están reemplazando a los humanos son la exploración del fondo oceánico y
exploración espacial. Para esas tareas se suele recurrir a robots de tipo artrópodo.
Proyectos en marcha
Proyecto Autómata Abierto. El propósito de este proyecto es desarrollar
software modular y componentes electrónicos, desde los cuales sea posible
ensamblar un robot móvil basado en una computadora personal que pueda ser
utilizado en ambientes de casas u oficinas. Todo el código fuente es distribuido
bajos los términos de la Licencia Pública General (GNU).
Dean Kamen, fundador de FIRST y de la Sociedad Americana de Ingenieros
Mecánicos (ASME), ha creado una Competencia Robótica multinacional que
reúne a profesionales y jóvenes para resolver problemas de diseño de
ingeniería de manera competitiva. En 2003, el torneo contó con más de 20.000
30
estudiantes en más de 800 equipos en 24 competiciones. Los equipos vienen
de Canadá, Brasil, Reino Unido y Estados Unidos. A diferencia de las
competiciones de los robots de lucha sumo que se celebran regularmente en
algunos lugares o las peleas de ficción de “Battlebots“transmitidas por
televisión, estos torneos incluyen la construcción de un robot.
El impacto de los robots en el plano laboral:
Muchas grandes empresas, como Intel, Sony, General Motors, Dell, han
implementado en sus líneas de producción unidades robóticas para desempeñar
tareas que por lo general hubiesen desempeñado trabajadores de carne y hueso
en épocas anteriores.
Esto ha causado una agilización en los procesos realizados, así como un mayor
ahorro de recursos, al disponer de máquinas que pueden desempeñar las
funciones de cierta cantidad de empleados a un costo relativamente menor y con
un grado mayor de eficiencia, mejorando notablemente el rendimiento general y
las ganancias de la empresa, así como la calidad de los productos ofrecidos.
Pero, por otro lado, ha suscitado y mantenido inquietudes entre diversos grupos
por su impacto en la tasa de empleos disponibles, así como su repercusión directa
en las personas desplazadas. Dicha controversia ha abarcado el aspecto de la
seguridad, llamando la atención de casos como el ocurrido en Jackson, Míchigan,
el 21 de julio de 1984 donde un robot aplastó a un trabajador contra una barra de
protección en la que aparentemente fue la primera muerte relacionada con un
robot en los EE. UU.
Debido a esto se ha llamado la atención sobre la ética en el diseño y construcción
de los robots, así como la necesidad de contar con lineamientos claros de
seguridad que garanticen una correcta interacción entre humanos y máquinas.
31
6. BIOINFORMÁTICA
Bioinformática es una disciplina científica emergente que utiliza tecnología de la
información para organizar, analizar y distribuir información biológica con la
finalidad de responder preguntas complejas en biología. Bioinformática es un área
de investigación multidisciplinaria, la cual puede ser ampliamente definida como la
interface entre dos ciencias: Biología y Computación y está impulsada por la
incógnita del genoma humano y la promesa de una nueva era en la cual la
investigación genómica puede ayudar dramáticamente a mejorar la condición y
calidad de vida humana.
Avances en la detección y tratamiento de enfermedades y la producción de
alimentos genéticamente modificados son entre otros ejemplos de los beneficios
mencionados más frecuentemente. Involucra la solución de problemas complejos
usando herramientas de sistemas y computación. También incluye la colección,
organización, almacenamiento y recuperación de la información biológica que se
encuentra en base de datos.
Según la definición del Centro Nacional para la Información Biotecnológica
"National Center for Biotechnology Information" (NCBI por sus siglas en Inglés,
2001):
"Bioinformática es un campo de la ciencia en el cual confluyen varias disciplinas
tales como: biología, computación y tecnología de la información. El fin último de
este campo es facilitar el descubrimiento de nuevas ideas biológicas así como
crear perspectivas globales a partir de las cuales se puedan discernir principios
unificadores en biología. Al comienzo de la "revolución genómica", el concepto de
bioinformática se refería sólo a la creación y mantenimiento de base de datos
donde se almacena información biológica, tales como secuencias de nucleótidos y
aminoácidos. El desarrollo de este tipo de base de datos no solamente significaba
el diseño de la misma sino también el desarrollo de interfaces complejas donde los
investigadores pudieran acceder los datos existentes y suministrar o revisar datos
32
Luego toda esa información debía ser combinada para formar una idea lógica de
las actividades celulares normales, de tal manera que los investigadores pudieran
estudiar cómo estas actividades se veían alteradas en estados de una
enfermedad. De allí viene el surgimiento del campo de la bioinformática y ahora el
campo más popular es el análisis e interpretación de varios tipos de datos,
incluyendo secuencias de nucleótidos y aminoácidos, dominios de proteínas y
estructura de proteínas.
El proceso de analizar e interpretar los datos es conocido como biocomputación.
Dentro de la bioinformática y la biocomputación existen otras sub-disciplinas
importantes:
El desarrollo e implementación de herramientas que permitan el acceso, uso y
manejo de varios tipos de información
El desarrollo de nuevos algoritmos (fórmulas matemáticas) y estadísticos con los
cuales se pueda relacionar partes de un conjunto enorme de datos, como por
ejemplo métodos para localizar un gen dentro de una secuencia, predecir
estructura o función de proteínas y poder agrupar secuencias de proteínas en
familias relacionadas."
La Medicina molecular y la Biotecnología constituyen dos áreas prioritarias
científicos tecnológicos como desarrollo e Innovación Tecnológica. El desarrollo en
ambas áreas está estrechamente relacionado. En ambas áreas se pretende
potenciar la investigación genómica y postgenómica así como de la bioinformática,
herramienta imprescindible para el desarrollo de estas Debido al extraordinario
avance de la genética molecular y la genómica, la Medicina Molecular se
constituye como arma estratégica del bienestar social del futuro inmediato. Se
pretende potenciar la aplicación de las nuevas tecnologías y de los avances
genéticos para el beneficio de la salud. Dentro de las actividades financiables,
existen acciones estratégicas, de infraestructura, centros de competencia y
grandes instalaciones científicas. En esta área, la dotación de infraestructura se
plasmará en la creación y dotación de unidades de referencia tecnológica y
centros de suministro común, como Centros de Bioinformática, que cubran las
33
necesidades de la investigación en Medicina Molecular. En cuanto a centros de
competencia, se crearán centros de investigación de excelencia en hospitales en
los que se acercará la investigación básica a la clínica, así como centros
distribuidos en red para el apoyo a la secuenciación, DNA microarrays y DNA
chips, bioinformática, en coordinación con la red de centros de investigación
genómica y proteómica que se proponen en el área de Biotecnología. En esta área
la genómica y proteómica se fundamenta como acción estratégica o instrumento
básico de focalización de las actuaciones futuras.
Las tecnologías de la información jugarán un papel fundamental en la aplicación
de los desarrollos tecnológicos en el campo de la genética a la práctica médica
como refleja la presencia de la Bioinformática médica y la Telemedicina dentro de
las principales líneas en patología molecular. La aplicación de los conocimientos
en genética molecular y las nuevas tecnologías son necesarios para el
mantenimiento de la competitividad del sistema sanitario no sólo paliativo sino
preventivo. La identificación de las causas moleculares de las enfermedades junto
con el desarrollo de la industria biotecnológica en general y de la farmacéutica en
particular permitirán el desarrollo de mejores métodos de diagnóstico, la
identificación de dianas terapéuticas y desarrollo de fármacos personalizados y
una mejor medicina preventiva
La imagen muestra el:
34
Alineamiento de diferentes proteínas de hemoglobina, realizado con el servicio web para ClustalW implementado en el Instituto Europeo de Bioinformática. El alineamiento de secuencias biológicas es una de las herramientas básicas de la bioinformática.
Definición de los términos explícitamente de bioinformática y biología
computacional:
Bioinformática es la investigación, desarrollo o aplicación de herramientas
computacionales y aproximaciones para la expansión del uso
de datos biológicos, médicos, conductuales o de salud, incluyendo aquellas
herramientas que sirvan para adquirir, almacenar,
organizar, analizar o visualizar tales datos.
Biología computacional sería el desarrollo y aplicación de métodos teóricos y
de análisis de datos, modelado matemático y técnicas de simulación
computacional al estudio de sistemas biológicos, conductuales y sociales.
De esta forma, la bioinformática tendría más que ver con la información,
mientras que la biología computacional lo haría con las hipótesis. Por otra
parte, el término biocomputación suele enmarcarse en las actuales
investigaciones con biocomputadores y, por ejemplo, T. Kaminuma lo define de
la siguiente forma:
Biocomputación es la construcción y uso de computadores que contienen
componentes biológicos o funcionan como organismos vivos.
Relación entre la biología y la Informática:
Se debe distinguir entre tres acepciones en las que se unen la biología y
la informática, pero con objetivos y metodologías bien diferenciadas:
Bioinformática o Biología Molecular Computacional: investigación y desarrollo de
la infraestructura y sistemas de información y comunicaciones que requiere la
biología molecular y la genética (Redes y bases de datos para el genoma,
microarrays, ...). (Informática aplicada a la biología molecular y la genética)
Biología Computacional: computación que se aplica al entendimiento de
cuestiones biológicas básicas, no necesariamente en el nivel molecular, mediante
35
la modelización y simulación. (Ecosistemas, modelos fisiológicos). (Informática
y matemáticas aplicadas a la biología)
Biocomputación: desarrollo y utilización de sistemas computacionales basados en
modelos y materiales biológicos. (Biochips, biosensores, computación basada
en ADN, redes de neuronas, algoritmos genéticos). (Biología aplicada a la
computación).
Básicamente, los sistemas informáticos que se emplean en este campo son:
Bases de datos
Software para visualización
Programas para control de reactivos, geles y otros materiales
Generación y ensamblaje de secuencias
Programas para análisis de secuencias
Programas para predicción de estructura de proteínas
Paquetes de integración y ensamblaje de mapas genéticos
Software para clasificación y comparación
Técnicas de Inteligencia Artificial
Gestión de datos
Bases de datos locales o accesibles mediante redes de
comunicaciones.
Literatura médica y científica unida a las secuencias.
Distribución de datos
Redes de comunicaciones
Aplicaciones
Gestión de datos en el laboratorio
Automatización de experimentos
Ensamblaje de secuencias contiguas
Predicción de dominios funcionales en secuencias génicas
Alineación de secuencias
Búsquedas en las bases de datos de estructuras
Predicción de genes
36
Predicción de la estructura de proteínas
Evolución molecular.
Árboles filogenéticos
Información Científica
Documentos de difusión y apoyo a la Bioinformática
Biochips
A finales de los años 80, la tecnología que desembocaría en la plataforma
GeneChip fue desarrollada por cuatro científicos, en Affymax: Stephen Fodor,
Michael Pirrung, Leighton Read y Lubert Stryer. El proyecto original estaba
destinado a la construcción de péptidos sobre chips, pero desembocó en la
capacidad para construir secuencias de DNA sobre chips. La aplicación práctica
de esta idea se llevó a cabo por la empresa Affymetrix, que comenzó a actuar
como una compañía independiente en el año 1993.
Los biochips, por tanto, surgieron de la combinación de las técnicas
microelectrónicas y el empleo de materiales biológicos. Se basan en la
ultraminiaturización y paralelismo implícito y se concretan en chips de material
biológico de alta densidad de integración válidos para realizar distintos tipos de
estudios repetitivos con muestras biológicas simples.
Si en los microchips empleados en los ordenadores se consigue una alta densidad
de integración de circuitos electrónicos en una oblea de silicio, en los biochips se
logra una alta densidad de integración de material genético en una oblea de silicio,
cristal o plástico.
Los biochips están divididos en unas pequeñas casillas que actúan cada una a
modo de un tubo de ensayo en el que se produce una reacción. El número de
estas casillas es muy elevado, llegando incluso a los centenares de miles.
Cada casilla del chip posee una cadena de un oligonucleótido, que puede
corresponder a una sección del gen de estudio (cuando se conoce su secuencia) o
a mutaciones del mismo. Debido a la extrema miniaturización del sistema se
pueden analizar en un único chip todas las posibilidades de mutación de un gen
simultáneamente. Solo aquellos fragmentos de DNA que hibriden permanecerán
37
unidos tras los lavados y dado que se conocen las secuencias y posiciones de los
oligonucleótidos empleados, tras los lavados se produce el revelado que consiste
en introducir el chip en un escáner óptico que va a ser capaz de localizar,
mediante un proceso similar a la microscopía con focal, las cadenas marcadas con
el fluorocromo. Un ordenador analiza la información procedente del escáner y
ofrece el resultado.
Otro tipo de diseño permite la cuantificación de la expresión de múltiples genes
simultáneamente.
La potencia de estos sistemas trae consigo la obtención, en tiempos muy breves,
de grandes volúmenes de información, (secuencias, mutaciones, datos de
expresión génica, determinaciones analíticas de interés clínico, screening con
fármacos) que necesitan ser gestionados con técnicas bioinformáticas para
extraer conocimiento de utilidad en la investigación biomédica.
Parece que el futuro pasa por la integración de estas nuevas técnicas en el
entorno clínico haciendo posible el concepto de análisis y diagnóstico en el "point-
of-care". La revista Science destaca esta tecnología como uno de los 10 avances
científicos más significativos del año 1998.
La nomenclatura empleada para referirse a estas nuevas tecnologías es diversa y
comienza por el término más general que es el de "Biochip" y hace referencia al
empleo de materiales biológicos sobre un chip. Otros términos más específicos
son: "DNA chip", "RNA chip" (según el material empleado) y "Oligonucleotide chip"
o "DNA microarray", que hacen referencia al material y a la forma en la que se
construye el chip. Existen también unos términos comerciales con los que referirse
a los biochips que varían dependiendo de la tecnología empleada.
Aplicaciones de los Biochips
A pesar de ser una tecnología muy reciente y que, por lo tanto, está aún en vías
de experimentación, actualmente los biochips están siendo aplicados en:
1. Monitorización de expresión génica: permite determinar cuál es el patrón de
expresión génica y cuantificar el nivel de expresión de manera simultánea para
un elevado número de genes. Esto permite realizar estudios comparativos de
38
activación de determinados genes en tejidos sanos y enfermos y determinar así
la función de los mismos.
2. Detección de mutaciones y polimorfismos: Permite el estudio de todos los
posibles polimorfismos y la detección de mutaciones en genes complejos.
3. Secuenciación: Mientras que se han diseñado algunos biochips para
secuenciación de fragmentos cortos de ADN, no existe aún en
el mercado ningún biochip que permita secuenciar de novo secuencias largas
de ADN.
4. Diagnóstico clínico y detección de microorganismos: Posibilitan la identificación
rápida empleando unos marcadores genéticos de los patógenos.
5. Screening y toxicología de fármacos: el empleo de los biochips permite el
analizar los cambios de expresión génica que se dan durante
la administración de un fármaco de forma rápida, así como la localización de
nuevas posibles dianas terapéuticas y los efectos toxicológicos asociados.
6. Seguimiento de terapia: los biochips permiten valorar rasgos genéticos que
pueden tener incidencia en la respuesta a una terapia.
7. Medicina preventiva: El conocimiento y posible diagnóstico de ciertos
caracteres genéticos asociados a determinadas patologías permite una
prevención de las mismas antes de que aparezcan los síntomas
Genómica funcional
Si la genómica estructural es la rama de la genómica orientada a la
caracterización y localización de las secuencias que conforman el ADN de los
genes, la genómica funcional consiste en la recolección sistemática de información
sobre la función de los genes, mediante la aplicación de aproximaciones
experimentales globales que evalúen la función de los genes haciendo uso de la
información y elementos de la genómica estructural. Se caracteriza por la
combinación de metodologías experimentales a gran escala con estudios
computacionales de los resultados.
Con la genómica funcional el objetivo es llenar el hueco existente entre el
conocimiento de las secuencias de un gen y su función, para de esta manera
desvelar el comportamiento de los sistemas biológicos. Se trata de expandir el
39
alcance de la investigación biológica desde el estudio de genes individuales al
estudio de todos los genes de una célula al mismo tiempo en un momento
determinado.
Proteómica
El proteoma se puede definir como el conjunto de las proteínas expresadas por un
genoma. La PROTEOMICA es el estudio de proteomas, así como la GENOMICA
consiste en el estudio de genomas. Configura una disciplina fundamental de la era
post-genómica que trata de descubrir la constelación de proteínas que otorgan a
las células su estructura y función.
Distintas tecnologías permiten obtener y comparar "instantáneas" de las proteínas
que se están expresando en un momento determinado en una célula (robótica,
electroforesis 2D, espectrometría de masas, chips, bioinformática).
Bioinformática Integradora.
En ella no deben faltar ayudas para la navegación por la información, que cada
vez, con más énfasis, reside en Internet y no en bases de datos locales.
¿Cuál es la importancia de la bioinformática?
Integración es la palabra clave para entender la importancia de la bioinformática,
ya que a través de herramientas y utilizando la información ya depositada en
bases de datos alrededor del mundo estamos comenzando a descubrir relaciones
no triviales escondidas en el código de la vida.
La bioinformática ha empezado a ocupar un papel central como "la pega" que
une a diversas áreas de la ciencia tales como enzimología, genética, biología
estructural, medicina, morfología, y ecología entre muchos otros. La
pregunta crítica es ¿cómo conseguir las relaciones importantes entre tanta
información? esta pregunta y muchos otros problemas biológicos están siendo
respondidos a través de la bioinformática, uniendo o relacionando toda la
información que está depositada en las bases de datos a través sus asociaciones
con los genes. Como un ejemplo práctico de lo anterior, NCBI, el centro de
bioinformática del NIH, reciben y procesan en su sitio Web alrededor de 3 millones
de requisiciones al día provenientes de investigadores ubicados alrededor del
mundo.
40
La Nueva Generación de Bioinformática
Se introduce el concepto de Bioinformática de Segunda Generación caracterizada
por:
En los últimos años, la bioinformática ha trabajado con muchas bases de
datos que almacenaban información biológica a medida que iba
apareciendo. Esto no sólo ha tenido efectos positivos: muchos científicos se
quejan de la creciente complejidad que representa encontrar información
útil en este "laberinto de datos". Para mejorar esta situación, se desarrollan
técnicas que integran la información dispersa, gestionan bases de datos
distribuidas, las seleccionan automáticamente, evalúan su calidad, y
facilitan su accesibilidad para los investigadores. Se habla de Bioinformática
Integradora. En ella no deben faltar ayudas para la navegación por la
información, que cada vez, con más énfasis, reside en Internet y no en
bases de datos locales.
Los procesos celulares son gobernados por el repertorio de genes
expresados y su patrón de actividad temporal. Se necesitan herramientas
para gestionar información genética en paralelo. Para ello se emplean
nuevas tecnologías para extracción de conocimiento, minería de datos y
visualización. Se aplican técnicas de descubrimiento de conocimiento a
problemas biológicos como análisis de datos del Genoma y Proteoma. La
bioinformática, en este sentido, ofrece la capacidad de comparar y
relacionar la información genética con una finalidad deductiva, siendo capaz
de ofrecer unas respuestas que no parecen obvias a la vista de los
resultados de los experimentos. Todas estas tecnologías vienen justificadas
por la necesidad de tratar información masiva, no individual, sino desde
enfoques celulares integrados (genómica funcional, proteómica, expresión
multigénica,...). Los sistemas LIMS permiten la integración y gestión de los
datos de laboratorio.
41
Realidad virtual:
Realidad virtual es un sistema o interfaz informático que genera entornos
sintéticos en tiempo real, representación de las cosas a través de medios
electrónicos o representaciones de la realidad, una realidad ilusoria, pues se trata
de una realidad perceptiva sin soporte objetivo, sin red extensa, ya que existe sólo
dentro del ordenador. Por eso puede afirmarse que la realidad virtual es una
pseudorrealidad alternativa, perceptivamente hablando.
La virtualidad establece una nueva forma de relación entre el uso de las
coordenadas de espacio y de tiempo, supera las barreras espaciotemporales y
configura un entorno en el que la información y la comunicación se nos muestran
accesibles desde perspectivas hasta ahora desconocidas al menos en cuanto a su
volumen y posibilidades.
La realidad virtual puede ser de dos tipos: inmersiva y no inmersiva. Los métodos
inmersivos de realidad virtual con frecuencia se ligan a un ambiente tridimensional
creado por un ordenador, el cual se manipula a través de cascos, guantes u otros
dispositivos que capturan la posición y rotación de diferentes partes del cuerpo
humano. La realidad virtual no inmersiva también utiliza el ordenador y se vale de
medios como el que actualmente nos ofrece Internet, en el cual podemos
interactuar en tiempo real con diferentes personas en espacios y ambientes que
en realidad no existen sin la necesidad de dispositivos adicionales al ordenador.
La realidad virtual no inmersiva ofrece un nuevo mundo a través de una ventana
de escritorio. Este enfoque no inmersivo tiene varias ventajas sobre el enfoque
inmersivo como son el bajo coste y fácil y rápida aceptación de los usuarios. Los
dispositivos inmersivos son de alto coste y generalmente el usuario prefiere
manipular el ambiente virtual por medio de dispositivos familiares como son el
teclado y el ratón que por medio de cascos pesados o guantes.
El alto precio de los dispositivos inmersivos ha generalizado el uso de ambientes
virtuales fáciles de manipular por medio de dispositivos más sencillos, como es el
ejemplo del importante negocio de las videoconsolas o los juegos en los que
numerosos usuarios interactúan a través de Internet. Es a través de Internet como
42
nace VRML, que es un estándar para la creación de estos mundos virtuales no
inmersivos, que provee un conjunto de primitivas para el modelaje tridimensional y
permite dar comportamiento a los objetos y asignar diferentes animaciones que
pueden ser activadas por los usuarios.
Por último hay que destacar algunas complicaciones que facilitan los sistemas de
realidad virtual, en lo que se refiere al tratamiento de enfermedades relativas a
problemas de movilidad. Un ejemplo de ello lo realizan con simuladores de
snowboard, obteniendo progresos en el tratamiento de los enfermos
NANOTECNOLOGIA
La nanotecnología es un campo de las ciencias
aplicadas dedicados al control y manipulación
de la materia a una escala menor que un
micrómetro, es decir, a nivel de átomos y
moléculas (nano materiales). Lo más habitual es
que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros.
Para hacerse una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot, más o menos un
nanobot de 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos (depende de
qué esté hecho el nanobot).
Nano- es un prefijo griego que indica una medida, no un objeto, de manera que la
nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y
cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.
Inversión
Algunos países en vías de desarrollo ya destinan importantes recursos a la
investigación en nanotecnología. La nano medicina es una de las áreas que más
puede contribuir al avance sostenible del Tercer Mundo, proporcionando nuevos
métodos de diagnóstico y cribaje de enfermedades, mejores sistemas para la
administración de fármacos y herramientas para la monitorización de algunos
parámetros biológicos.
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Alrededor de cuarenta laboratorios en todo el mundo canalizan grandes
cantidades de dinero para la investigación en nanotecnología. Unas trescientas
empresas tienen el término “nano” en su nombre, aunque todavía hay muy pocos
productos en el mercado.
Algunos gigantes del mundo informático como IBM, Hewlett-
Packard ('HP)' NEC e Intel están invirtiendo millones de dólares al año en el tema.
Los gobiernos del llamado Primer Mundo también se han tomado el tema muy en
serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que dedica cientos
millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative.
En España, los científicos hablan de “nano presupuestos”. Pero el interés crece,
ya que ha habido algunos congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación
San Telmo, sobre oportunidades de inversión, y en Madrid, con una reunión entre
responsables de centros de nanotecnología de Francia, Alemania y Reino
Unido en la Universidad Autónoma de Madrid.
Las industrias tradicionales podrán beneficiarse de la nanotecnología para mejorar
su competitividad en sectores habituales, como textil, alimentación, calzado,
automoción, construcción y salud. Lo que se pretende es que las empresas
pertenecientes a sectores tradicionales incorporen y apliquen la nanotecnología en
sus procesos con el fin de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmente la
cifra en uso cotidiano es del 0.2 %. Con la ayuda de programas de acceso a la
nanotecnología se prevé que en 2014 sea del 17 % en el uso y la producción
manufacturera.
Ensamblaje interdisciplinario
La característica fundamental de nanotecnología es que constituye un ensamblaje
interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que están altamente
especializados. Por tanto, los físicos juegan un importante rol no sólo en la
construcción del microscopio usado para investigar tales fenómenos sino también
sobre todas las leyes de la mecánica cuántica. Alcanzar la estructura del material
deseado y las configuraciones de ciertos átomos hacen jugar a la química un
papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a nano partículas
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promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aquí, la ciencia ha
alcanzado un punto en el que las fronteras que separan las diferentes disciplinas
han empezado a diluirse, y es precisamente por esa razón por la que la
nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente.
Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente:
Química (Moleculares y computacional).
Bioquímica .
Biología molecular .
Física .
Electrónica .
Informática .
Matemáticas .
Medicina .
Nanoingenieria .
La nanotecnología aplicado en el campo de la medicina
La técnica desarrollada por este equipo consiste en introducir en la sangre
nanotubos (redes de átomos de carbono dispuestos de forma tubular) de platino
que son 100 veces más delgados que un cabello humano. Estos nanotubos
pueden viajar por los vasos sanguíneos más pequeños del cuerpo hasta llegar a
cualquier parte del cerebro sin por ello afectar al flujo normal de la sangre o a los
intercambios gaseosos. Aunque desde hace tiempo se emplean las arterias para
introducir catéteres (sondas), en la actualidad se pretende utilizar un paquete de
nanotubos para intervenir en el cerebro. Cada uno de estos nanotubos se utilizaría
para medir la actividad eléctrica de una célula nerviosa, lo que permitirá un
conocimiento mucho más exhaustivo del funcionamiento del cerebro que el
proporcionado por otras tecnologías, como la tomografía por emisión de
positrones o la resonancia magnética nuclear.
La nanotecnología en los invernaderos
Al trasladar la actividad agrícola a invernaderos, se podría recuperar mucho del
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Al trasladar la actividad agrícola a invernaderos, se podría recuperar mucho del
agua utilizada a través de la deshumidificación del aire residual, el tratamiento y
reciclaje.
Además, la agricultura realizada en invernaderos requiere menos mano de obra y
menos terreno que la agricultura tradicional realizada en terrenos al aire libre y
ofrece cierta independencia de las condiciones meteorológicas como por ejemplo
cambios estacionales y sequías.
La nanotecnología aplicada en la energía solar:
En la actualidad, la mayor fuente de energía se deriva de la quema de carburantes
que contienen carbón. Este proceso suele ser poco eficiente, no renovable y
además conlleva efectos secundarios nocivos para el medio ambiente.
La energía solar supondría una alternativa factible de energía en muchas zonas
del mundo si el coste de su producción y los terrenos necesarios para generarla
fuesen suficientemente económicos y los sistemas de almacenamiento
suficientemente eficaces.
La generación de la electricidad solar depende de la conversión fotovoltaica o de
la concentración de luz solar directa. La conversión fotovoltaica funciona, en días
nublados, con una eficacia menor, mientras que el sistema de concentración de
luz solar directa se puede lograr sin semiconductores. En ambos casos, no se
requiere mucho material, y los diseños mecánicos pueden ser sencillos y
relativamente fáciles de mantener. Siguiendo la tendencia que se potenció con la
ingeniería genética, de control corporativo desde la semilla hasta el producto en el
supermercado, la agricultura nanotecnológica controlaría incluso los átomos que
componen esos productos.
La nanotecnología aplicado en dispositivos nano informáticos:
Usando nanotubos semiconductores, investigadores de varias empresas y
laboratorios han desarrollado circuitos de computación de funcionamiento lógico y
transistores, las puertas electrónicas lógicas de que están compuestos los chips
incrementando su velocidad, disminuyendo el consumo y aumentando las
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prestaciones. El desarrollo de nanotransistores como las nanomemorias puede ser
crucial para absorber las crecientes e inmensas capacidades de procesamiento y
memoria que demandan los desarrollos multimedia, más aún cuando se avizora
que de acá a máximo diez años la tecnología actual de semiconductores habrá
agotado sus posibilidades de crecimiento. Usando nanotubos semiconductores,
investigadores de varias empresas y laboratorios han desarrollado circuitos de
computación de funcionamiento lógico y transistores, las puertas electrónicas
lógicas de que están compuestos los chips. En agosto de 2004, en lo que es
considerado un paso fundamental hacia la computadora molecular, una compañía
de sistemas de alta tecnología mostró el primer circuito de ordenamiento lógico
formado por nanotubos de carbono. Las computadoras moleculares basadas en
estos circuitos tienen el potencial de ser mucho más pequeñas y rápidas que las
actuales, además de consumir una cantidad considerablemente menor de energía.
En cuanto a los transistores, un transistor a escala molecular tiene la misma
capacidad que el clásico transistor de silicio. Para el 2007 se espera estar
fabricando chips conteniendo mil millones de estos transistores, lo que le permitiría
llegar a una velocidad de 20 Ghz con la energía de un voltio.
La nanotecnología aplicada a la agricultura:
Siguiendo la tendencia que se potenció con la ingeniería genética, de control
corporativo desde la semilla hasta el producto en el supermercado, la agricultura
nanotecnológica controlaría incluso los átomos que componen esos productos.
Todas las corporaciones que dominan el negocio mundial de los transgénicos
están invirtiendo en nanotecnología.
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CONCLUSIÓN
Podemos comprobar que los avances en la tecnología, encaminados al bien
común, podrían ser la piedra filosofal en ésta época de crisis, ya que se necesita
un cambio radical o el apoyo de la tecnología para remediar las consecuencias de
nuestros errores o lujos. Debemos ser conscientes de que las tecnologías no solo
son lujo, entretenimiento o ganancias propias, sino son la escalera para un mejor
mundo.
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BIBLIOGRAFÍA
1. Internet:
http://es.wikipedia.org/wiki/Comercio_electr%C3%B3nico
http://www.buenastareas.com/ensayos/Entretenimiento-Electronico/6737376.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Gobierno_electr%C3%B3nico
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