INFORMATICA Y

CONVERGENCIA

TECNOLOGICA

C O R P O R A C I O N

U N I F I C A D A N A C I O N A L D E

E D U C A C I O N S U P E R I O R

2 3 / 0 4 / 2 0 1 2

RAFAEL RAMOS GALVAN

WEIMAR JARABA BERTEL

ROBERT MERCADO

Inteligencia Artificial

En ciencias de la computación se denomina inteligencia artificial

(IA) a las inteligencias no naturales en agentes racionales no vivos.

Para explicar la definición anterior, entiéndase a un Agente

inteligente que permite pensar, evaluar y actuar conforme a ciertos

principios de optimización y consistencia para satisfacer algún objetivo o finalidad. De acuerdo al concepto previo, racionalidad es

más general y por ello más adecuado que inteligencia para definir la naturaleza del objetivo de esta disciplina.

Con lo cual , y de manera más específica la inteligencia artificial es

la disciplina que se encarga de construir procesos que al ser ejecutados sobre una arquitectura física producen acciones o

resultados que maximizan una medida de rendimiento determinada, basándose en la secuencia de entradas percibidas y en el conocimiento almacenado en tal arquitectura.

Existen distintos tipos de conocimiento y medios de representación del conocimiento, el cual puede ser cargado en

el agente por su diseñador o puede ser aprendido por el mismo agente utilizando técnicas de aprendizaje. También

se distinguen varios tipos de procesos válidos para obtener resultados racionales, que determinan el tipo de agente

inteligente. De más simples a más complejos, los cinco principales tipos de procesos son:

Ejecución de una respuesta predeterminada por cada entrada (análogas a actos reflejos en seres vivos).

Búsqueda del estado requerido en el conjunto de los estados producidos por las acciones posibles.

Algoritmos genéticos (análogo al proceso de evolución de las

cadenas de ADN).

Redes neuronales (análogo al funcionamiento físico del cerebro de animales y humanos).

Razonamiento mediante una lógica formal (análogo al pensamiento abstracto humano). También existen distintos tipos de percepciones y

acciones, pueden ser obtenidas y producidas, respectivamente por sensores físicos y sensores mecánicos en máquinas, pulsos eléctricos u ópticos en

computadoras, tanto como por entradas y salidas de bits de un software y su

entorno software.

Varios ejemplos se encuentran en el área de control de sistemas, planificación automática, la habilidad de responder a diagnósticos y a consultas de los

consumidores, reconocimiento de escritura, reconocimiento del habla y

reconocimiento de patrones. Los sistemas de IA actualmente son parte de la

rutina en campos como economía, medicina, ingeniería y la milicia, y se ha

usado en gran variedad de aplicaciones de software, juegos de estrategia como ajedrez de computador y otros videojuegos.

Categorías de la inteligencia artificial

Sistemas que piensan como

humanos .- Estos sistemas tratan de emular el pensamiento

humano; por ejemplo las redes neuronales artificiales. La automatización de actividades que vinculamos con procesos de

pensamiento humano, actividades como la Toma de decisiones, resolución de problemas, aprendizaje.6

Sistemas que actúan como

humanos.- Estos sistemas tratan de actuar como humanos;

es decir, imitan el comportamiento humano; por ejemplo la robótica.

El estudio de cómo lograr que los computadores realicen tareas que, por el momento, los humanos hacen mejor.7

Sistemas que piensan racionalmente .- Es decir, con lógica (idealmente), tratan

de imitar o emular el pensamiento lógico racional del ser humano; por ejemplo los sistemas expertos. El

estudio de los cálculos que hacen posible percibir, razonar y actuar.8

Sistemas que actúan racionalmente (idealmente) . – Tratan de emular

en forma racional el comportamiento humano; por ejemplo los agentes inteligentes .Está relacionado con

conductas inteligentes en artefactos.

Realidad Virtual

Realidad virtual es un ciencia basada en el empleo de ordenadores y otros

dispositivos, cuyo fin es producir una apariencia de realidad que permita al usuario tener la sensación de estar presente en ella. Se consigue mediante la

generación por ordenador de un conjunto de imágenes que son contempladas por

el usuario a través de un casco provisto de un visor especial. Algunos equipos se

completan con trajes y guantes equipados con sensores diseñados para simular

la percepción de diferentes estímulos, que intensifican la sensación de realidad.

Su aplicación, aunque centrada inicialmente en el terreno de los videojuegos, se ha extendido a otros muchos

campos, como la medicina o las simulaciones de vuelo.

La virtualidad

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 permite la generación de entornos de interacción que separen la

necesidad de compartir el espacio-tiempo, facilitando en este caso nuevos

contextos de intercambio y comunicación.

Autores como Lévy, han señalado la existencia de diferentes niveles de virtualidad en su relación con la dimensión

bidimensional/tridimensional y su relación con la realidad. Yendo desde un continuo que comienza con una menor

virtualidad de aquellos aspectos que nos alejan de la realidad o que categorizamos a priori como claramente

imaginarios o ilusorios, aumentando con lo bidimensional, hasta las posibilidades que ofrece la tridimensionalidad en

su relación de semejanza o analogía con lo rea

Inmersión y navegación

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. Nos acercamos en este caso a la

navegación, a través de la cual ofrecemos al sujeto la posibilidad de experimentar (moverse, desplazarse, sentir) determinados espacios, mundos, lugares, como si se encontrase en ellos.

Robótica

La Robótica es la rama de la tecnología que se

dedica al diseño, construcción, operación, disposición estructural, manufactura y

aplicación de los robots.1 2 La robótica

combina diversas disciplinas como son: la

mecánica, la electrónica, la informática, la

inteligencia artificial y la ingeniería de

control.3 Otras áreas importantes en robótica

son el álgebra, los autómatas programables y

las máquinas de estados.

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.4

Clasificación de los robots

Según su cronología

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.

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.

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.

1. 'Poliarticulados :

Es un grupo están 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

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.

2. Móviles

Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados 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.

3. 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 caso, el principal problema es controlar

dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y

mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.

4. 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 experimentados 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 numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios

con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando 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.

5. Híbridos

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.

La Telemática

La Telemática es una disciplina científica y tecnológica que surge

de la evolución y fusión de la telecomunicación y de la informática. Dicha fusión ha traído el desarrollo de tecnologías que permiten

desde realizar una llamada telefónica en la cima del monte Elbrus

a un abonado en la selva amazónica, enviar un vídeo en 3D por

Internet, o hasta recibir imágenes de una sonda que orbita

alrededor de un planeta distante.

Definición

La Telemática cubre un campo científico y tecnológico de una

considerable amplitud, englobando el estudio, diseño, gestión y

aplicación de las redes y servicios de comunicaciones, para el

transporte, almacenamiento y procesado de cualquier tipo de información (datos, voz, vídeo, etc.), incluyendo el análisis y diseño

de tecnologías y sistemas de conmutación. La Telemática abarca

entre otros conceptos los siguientes planos funcionales:

El plano de usuario, donde se distribuye y procesa la información de los servicios y aplicaciones finales;

El plano de señalización y control, donde se distribuye y procesa la información de control del propio sistema, y su

interacción con los usuarios;

Cada uno de los planos se estructura en subsistemas denominados entidades de protocolo, que a su vez se ubican

por su funcionalidad en varios niveles. Estos niveles son agrupaciones de funcionalidad, y según el Modelo de

interconexión de sistemas abiertos (OSI) de la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) se

componen de: nivel físico, nivel de enlace, nivel de red, nivel de transporte extremo a extremo, nivel de sesión, nivel

de presentación y nivel de aplicación.

Trata también servicios como la tele-educación, el comercio

electrónico (e-commerce) o la administración electrónica (e-

government), servicios Web, TV digital, la conmutación y la arquitectura de conmutadores, y también toca temas como el análisis

de prestaciones, modelado y simulación de redes: optimización, planificación de la capacidad, ingeniería de tráfico y diseño de redes.

Cibernética

La cibernética es el estudio interdisciplinario

de la estructura de los sistemas reguladores. La cibernética está estrechamente vinculada

a la teoría de control y a la teoría de

sistemas. Tanto en sus orígenes como en su

evolución, en la segunda mitad del siglo XX, la

cibernética es igualmente aplicable a los

sistemas físicos y sociales. Los sistemas

complejos afectan y luego se adaptan a su

ambiente externo; en términos técnicos, se

centra en funciones de control y

comunicación: ambos fenómenos externos e

internos del/al sistema. Esta capacidad es

natural en los organismos vivos y se ha

imitado en máquinas y organizaciones.

Especial atención se presta a la

retroalimentación y sus conceptos derivados.

Definiciones

La cibernética, según el epistemólogo,

antropólogo, cibernetista y padre de la terapia familiar, Gregory Bateson, es la rama de las matemáticas que se

encarga de los problemas de control, recursividad e información. Bateson también afirma que la cibernética es "el

más grande mordisco a la fruta del árbol del Conocimiento que la humanidad haya dado en los últimos 2000 años".

Stafford Beer, filósofo de la teoría organizacional y gerencial, de

quien el propio Wiener dijo que debía ser considerado como el padre de la cibernética de gestión, define a la cibernética como “la ciencia de la organización efectiva”.

Según el Profesor Dr. Stafford Beer, la cibernética estudia los flujos

de información que rodean un sistema, y la forma en que esta

información es usada por el sistema como un valor que le permite

controlarse a sí mismo: ocurre tanto para sistemas animados como inanimados indiferentemente. La cibernética es una ciencia

interdisciplinar, estando tan ligada a la física como al estudio del

cerebro como al estudio de los computadores, y teniendo también mucho que ver con los lenguajes formales de la ciencia,

proporcionando herramientas con las que describir de manera objetiva el comportamiento de todos estos sistemas.

El propio Stafford Beer afirmó: "Probablemente la primera y más clara visión dentro de la naturaleza del control

([1])... fue que éste no trata de tirar de palancas para producir unos resultados deseados e inexorables. Esta noción

del control se aplica sólo a máquinas triviales.

Nunca se aplica un sistema

total que incluye cualquier clase de elemento

probabilístico -- desde la meteorología, hasta las

personas; desde los

mercados, a la política

económica. No: la

característica de un sistema no-trivial que está bajo

control es que a pesar de

tratar con variables

demasiado extensas para

cuantificar, demasiado

inciertas para ser

expresadas, e incluso

demasiado difíciles de

comprender, algo puede ser

hecho para generar un

objetivo predecible. Wiener encontró justo la palabra que quería en la operación de los grandes barcos de la antigua

Grecia. En el mar, los grandes barcos batallaban contra la lluvia, el viento y las mareas -- cuestiones de ninguna

forma predecibles. Sin embargo, si el hombre, operando sobre el timón, podía mantener su mirada sobre un lejano

faro, podría manipular la caña del timón, ajustándola constantemente en tiempo real, hasta alcanzar la luz. Esta es la

función del timonel. En los tiempos rudos de Homero la palabra griega para designar al timonel era kybernetes, que

Wiener tradujo al Inglés como cybernetics, en español cibernética."

En una reflexión muy poética dada por Gordon Pask la cibernética es “la ciencia de las metáforas a ser defendidas.”

Nanotecnología

La nanotecnología es un campo de las

ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala

menor que un micrómetro, es decir, a

nivel de átomos y moléculas

(nanomateriales). Lo más habitual es que

tal manipulación se produzca en un rango

de entre uno y cien nanómetros. Se tiene

una idea de lo pequeño que puede ser un

nanobot sabiendo que un nanobot de unos

50 nm tiene el tamaño de 5 capas de

moléculas o átomos -depende de qué esté

hecho el nanobot-.

Definición

La nanotecnología comprende el estudio,

diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del

control de la materia a nanoescala, y la explotació

n de fenómenos y propiedades de la materia a nanoescala. Cuando se manipula la materia a escala tan minúscula,

presenta fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, los científicos utilizan la nanotecnología para

crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas

Nanotecnología avanzada

La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de

ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica)

operando a escala molecular. Se basa en que los productos

manufacturados se realizan a partir de átomos. Las

propiedades de estos productos dependen de cómo estén

esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los

átomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente)

de la mina del lápiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena

(compuesta básicamente por sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador

Eco tecnología

Ecotecnología es una ciencia aplicada que

integra los campos de estudio de la ecología y la tecnología, usando los principios de la

permacultura. Su objetivo es satisfacer las

necesidades humanas minimizando el impacto

ambiental a través del conocimiento de las

estructuras y procesos de los ecosistemas y la

sociedad. Se considera ecotecnología a todas

las formas de ingeniería ecológica que reducen

el daño a los ecosistemas, adopta fundamentos

permaculturales, holísticos y de desarrollo

sostenible, además de contar con una

orientación precautoria de minimización de

impacto en sus procesos y operación,

reduciendo la huella ambiental.

Eco técnicas

La aplicación práctica de la ecotecnología son las ecotecnicas. Éstas son herramientas tecnológicas que ofrecen

ventajas ambientales sobre sus contrapartes tradicionales. Dentro de las ecotecnicas se encuentran: la

bioconstrucción, captación pluvial, el aprovechamiento directo de la energía solar, los biofiltros (viveros flotantes,

biofiltro jardinera, etc.), elementos ahorradores de agua, los baños secos, biodigestores, naturación urbana, estufas

ahorradores, productos naturales y los

vehículos de propulsión humana.

En el área de la producción agrícola, la

composta, la Agricultura Natural propuesta por Masanobu Fukuoka, los principios de Permacultura propuestos por Bill Mollison y

David Holmgren, se traducen a técnicas productivas de la ecotecnología.

La generación eléctrica supone un enorme

reto para la ecotecnología. Un panel solar ofrece la ventaja considerable de no requerir

insumos, el sistema de carga formado por

baterías supone la contraparte ambiental negativa a considerar. Por otro lado, la

energía eólica es causantes de mortandad entre la fauna aérea del lugar, rompiendo con el principio de respeto a la biodiversidad el gran impacto hidrológico que supone la fabricación de presas hidroeléctricas es una variable que

aleja a las mismas de ser consideradas ecotecnicas.

Biotecnología

La biotecnología es la tecnología basada

en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los

alimentos, medio ambiente y medicina.

Se desarrolla en un enfoque

multidisciplinario que involucra varias

disciplinas y ciencias como biología,

bioquímica, genética, virología,

agronomía, ingeniería, física, química,

medicina y veterinaria entre otras.

Tiene gran repercusión en la farmacia,

la medicina, la microbiología, la ciencia

de los alimentos, la minería y la

agricultura entre otros campos.

Probablemente el primero que usó este

término fue el ingeniero húngaro Károly

Ereki, en 1919, quien la introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación

agropecuaria.1 2

Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como "toda aplicación

tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de

productos o procesos para usos específicos".3 4

El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica5 define la

biotecnología moderna como la aplicación de:

Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa

de ácido nucleico en células u orgánulos, o

La fusión de células más allá de la familia taxonómica que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional.