Siguiente parada, inteligencia artificial

Byron Marín Herrera, Ciencia, tecnología y sustentabilidad

Por Byron Marín Herrera

La inteligencia artificial es uno de los grandes inventos de la humanidad, ésta nace de la ciencia ficción; la cual empezó con la concepción de un denominado cyborg (mitad humano mitad robot) hasta la creación de máquinas completamente autónomas capaces de discernir emociones humanas, por medio de sensores de imagen, que escanean las micro expresiones del rostro para localizar un patrón de movimiento, previamente programado que coincide con la emoción.

Se tiene como objetivo, difundir las aplicaciones de la inteligencia artificial, para que la población en general las conozca y se familiarice con las mismas. Debido a que vivimos en un periodo de cambio, en el que constantemente la tecnología avanza para bien de la humanidad, el quedarse rezagado en el siglo anterior, significa perderse de éstos avances beneficiosos que pueden llegar a aumentar el nivel y calidad de vida de los seres vivos. El claro ejemplo de lo mencionado son todo tipo de prótesis de cualquier extremidad, ya sean pies, piernas, rodillas, manos, brazos e incluso para las partes internas del cuerpo, por ejemplo una prótesis valvular; empleada en el miocardio cuando una o varias de las cuatro válvulas del mismo no funcionan correctamente. Se espera que el conocimiento de este tipo de avances y tecnologías dados a conocer, genere esperanza y motivación a futuras generaciones en las áreas de medicina, física,  matemáticas y principalmente de  ingeniería, para que puedan innovar en éstas.

 En este trabajo, específicamente, se aborda el tema de la inteligencia artificial en los automóviles. Desde el uso de carretas impulsadas por animales (no más allá del siglo del siglo XV), el ser humano ha implementado infinidad de medidas para saciar la necesidad de transportarse o desplazar un determinado contenido de un lugar a otro, estas medidas son mejor conocidas como medios de transporte.

Los medios de transporte se clasifican en tres rubros, donde se categorizan por el medio en el que se desenvuelven.

 El primer lugar es ocupado por los medios acuáticos, entre los que destacan la canoa, la carabela, el barco de vapor, el trasatlántico, el portaaviones y el submarino.

En segundo lugar están los medios aéreos. Los medios de este ámbito más conocidos son el aeroplano, el globo aerostático, el dirigible, el avión comercial, el avión de carga, el jet y el cohete, entre otros.

En la tercera posición, pero no menos importante, se mencionan los medios terrestres. En este apartado se encuentran las carretas, carrozas, bicicletas, ferrocarriles, motocicletas, trenes de alta velocidad llamados trenes bala  (maglev o de levitación magnética) que reducen la fricción por medio de campos magnéticos, mismos que impulsan el tren de los 450 km/h hasta llegar a velocidades de 600km/h y por último, el medio de transporte más cómodo y seguro para los residentes de la capital mexicana, según una encuesta que realizó DINAMIA en 2014: el automóvil.

De modo que el automóvil, resulta ser la opción de movilidad para los capitalinos, al desplazarse de forma rápida en distancias relativamente cortas. Cabe aclarar que, no es el medio de transporte más rápido, pero si, es el más cómodo para trasladarse en la ciudad, pues no resulta viable  recorrer en avión distancias menores a 200 Kilómetros, por el costo y porque en una metrópoli no existen aeropuertos a tales distancias.

Una vez que el ingenioso ser humano encontró el vehículo adecuado para moverse en la ciudad, la necesidad de transportarse, lo llevó a diseñar vehículos cada vez mejor equipados para la comodidad del usuario. De ahí el desarrollo de la tecnología al manufacturar diversos modelos en cuanto a tamaños y forma llámense camionetas, vagonetas, vehículos 4×4, compactos, limusinas, etc.

Para entrar de lleno en materia de la inteligencia artificial en automóviles, es necesario conocer el siguiente concepto, recopilado de la investigación de los ingenieros en sistemas y computación Kornuta, Chichanowski y Martinelli (2015):

Los robots autónomos son entidades físicas programables con capacidad de percepción sobre su entorno y de actuar sobre el mismo en base a dichas percepciones, sin necesidad de supervisión o intervención humana, por tal motivo la navegación en un robot autónomo es un tema crucial. (parr. 4).

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Actualmente, gracias a la inteligencia artificial, se presenta un método en el que un robot autónomo simula el tipo de respuesta humana; método conocido como lógica difusa. El método de lógica difusa es la respuesta cuando no existe un modelo de solución simple o un modelo matemático exacto.

El robot autónomo es encargado de conducir un vehículo motorizado y es capaz de evadir obstáculos fijos para evitar cualquier colisión gracias a sus sensores integrados. Apenas es programado con el código, se ajustan y calibran todos los sensores para que éste tenga un óptimo desempeño, entre los que se encuentran sensores de imagen, de proximidad, de velocidad o tacómetro, de contacto como antenas, de sonido como micrófonos y de ubicación geográfica como GPS o brújula. En cuanto los sensores son calibrados el robot empieza a recibir instrucciones por comandos de voz, los cuales procesa y lleva a cabo.

En este punto, surge el cuestionamiento: ¿Es prudente permitir que robots autónomos conduzcan automóviles con pasajeros humanos a bordo?

 Gran cantidad de personas responde negativamente al cuestionamiento, porque no están familiarizados con el funcionamiento de un robot. Cualquier robot está programado para trabajar bajo ciertas reglas, mejor conocidas como leyes de la robótica.

 Las leyes más conocidas de la robótica, son las 3 leyes de la robótica de Isaac Asimov, quien fue bioquímico y escritor de grandes obras de ciencia ficción entre las que se encuentran I, Robot(1950), Buy Jupiter(1975) y Robots and Empire(1985), entre otras.

Sin embargo, dichas  reglas no son oficiales, sucede que son la base del pensamiento para la fabricación de robots autónomos, por consiguiente, en septiembre de 2010 el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (Engineering and Physical Sciences Research Council [EPSRC]), en conjunto con  el Consejo de Investigación de Artes y Humanidades (Arts and Humanities Research Council [AHRC]), ambos de Gran Bretaña, se vieron en la necesidad de publicar cinco principios éticos para los diseñadores, creadores y usuarios de robots:

  1. Los robots son herramientas multiusos. Primordialmente, no deben ser diseñados para matar o herir humanos.
  2. Los seres humanos, no los robots, son los responsables. Los robots deben ser diseñados y operados en la medida de lo posible para cumplir con las leyes vigentes y los derechos fundamentales y las libertades, incluyendo la privacidad.
  3. Los robots son productos. Deben ser diseñados utilizando procesos que aseguren su seguridad.
  4. Los robots son artefactos creados. No deben ser diseñados de manera engañosa en las que aprovechen vulnerabilidades de los usuarios. En cambio sus intenciones deben ser transparentes.
  5. La persona con la responsabilidad legal de un robot debe imputar.

(“Principles of robotics” 2010)

Al terminar de leer las leyes de la robótica, se puede comprender que un robot está destinado a ayudar y servir a la raza humana, a causa de esto se deben utilizar sin miedos ni prejuicios, pues como lo dicen las leyes, son productos.

Una vez que se aceptan estas ideas, se puede poner a cargo del volante a un robot autónomo, para que piloté el automóvil en el que se viaja. Mientras tanto el anterior conductor humano puede emplear ese tiempo de conducir, en realizar cualquier otra actividad productiva o de recreación que desee, sea dormir, estudiar, leer, incluso convivir con seres queridos.

El avance en los vehículos autónomos, también se puede ocupar en la industria privada. Las empresas de taxis tales como Uber, Easy Taxy o Cabify por mencionar algunas, de la misma manera que las empresas de  paquetería se verían altamente beneficiadas,  al reducir sus costos en trabajadores y aumentar envíos, al tener actividad las 24 horas del día.

A pesar de ser una eficiente posibilidad que revolucionaría la industria del transporte, actualmente no es totalmente segura, dado que en un entorno real, como la vida diaria, no existen mapas estáticos de vialidades, por lo cual, se presentan infinidades de variables desconocidas y cambiantes ante el robot conductor.

El experimento realizado por los ingenieros Kornuta, Chichanowski y Martinelli (2015), consistió en ubicar un robot autónomo motorizado, en un escenario diseñado con distintos obstáculos. El análisis de resultados se menciona: “de las 44 pruebas realizadas, el robot colisionó en 12 pruebas, con lo cual podemos concluir que el robot se desempeñó en el 72% de los casos realizados”. Por lo tanto se comprueba que aún no existe la total certeza de que el vehículo no colisione, esto se traduce en que el uso de este tipo de vehículos pondría en riesgo vidas humanas.

Este texto se concluye, al resaltar el gran trabajo realizado por toda persona involucrada en el desarrollo de la inteligencia artificial, personas que velan por la practicidad y bienestar en la sociedad. Queda claro que no falta mucho tiempo para que se puedan pulir los errores de programación e implementar mejores sensores capaces de detectar cualquier variable calculable para el robot. Se dan los mejores pronósticos para este tipo de tecnología que seguramente abundará en la futura sociedad, aunque un robot nunca podrá realizar las funciones de un ser humano al 100%.

Referencias

  • Kornuta, Chichanowski, M. y Martinelli, M. (2015). Inteligencia artificial aplicada a la navegación autónoma de robots móviles. Repositorio Institucional de la UNLP. Recuperado de http://hdl.handle.net/10915/45318
  • Elmer P. Dadios (2012). Fuzzy Logic – Controls, Concepts, Theories and Aplications. Croatia: InTech

La ingeniería que alumbra al mundo

Byron Marín Herrera, Ciencia, tecnología y sustentabilidad

Por Byron Marín Herrera

La humanidad conoce los fenómenos eléctricos desde la antigüedad y siempre ha sentido mucho interés por entender, reproducir y controlar los mismos. La Ingeniería Eléctrica y Electrónica es la disciplina que se dedica a la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica; es indispensable para la vida pues la electricidad ha permitido la expansión de la tecnología y la productividad en todas las culturas. No sólo es imposible concebir  la actividad del hombre sin esta forma de energía, sino que, actualmente no resulta viable definir a los seres vivos en ausencia de la misma.

En tiempos prehistóricos, la luz fue adoptada por la civilización humana; los seres humanos de ese entonces la ocupaban en actividades básicas como alumbrar algún camino oscuro por recorrer e iluminar sus cavernas en las noches. En principio fue el dominio del fuego y posterior, el humano obtuvo la capacidad para producir luz a partir de la electricidad, lo que permitió el desarrollo a pasos agigantados de la raza humana. Cada descubrimiento relacionado con la electricidad es un avance, pues los inventos tienen bases en lo que se descubre día a día.

Si se observa la Tierra desde la tropósfera se lograría notar que los países que están más iluminados coinciden con los países que mayor economía y desarrollo social muestran. Dicho ejemplo considera a  las ciudades como Nueva York (EUA), Tokio (Japón), Moscú (Rusia), Londres (Reino Unido), Hong Kong (China), Las Vegas (EUA), Shanghai (China), París (Francia), Valencia (España), Berlín (Alemania), Sydney (Australia), Frankfurt (Alemania) y Buenos Aires (Argentina), entre otras. Por lo tanto, sin temor a equivocarse se puede asociar la producción y gasto de energía eléctrica con el desarrollo de un país.

La Electrónica es una de las ramas de estudio de la ingeniería de la luz; se encarga de modelar y crear sistemas electrónicos por medio de circuitos que faciliten la vida del ser humano tanto en la industria, controlando y automatizando procesos, como en periodos de esparcimiento y diversión. De manera general, la Electrónica se puede aplicar en la instrumentación científica, audio y video, instrumentación industrial, computación, iluminación, calefacción, generación de artefactos y accesorios electrónicos nombrados wearables, telefonía celular e innumerables referentes de la tecnología actual.

En el mundo de la Electrónica existen elementos de suma importancia denominados microprocesadores; son chips que en el interior tienen miles, incluso millones de  transistores cuya combinación permite realizar el trabajo que le sea encomendado. Para una mejor comprensión del concepto de microprocesador es necesario mencionar la coloquial analogía: “el microprocesador es el cerebro de una computadora”. Entiéndase que mientras mejor microprocesador tenga el aparato, éste será más potente y por lo tanto podrá realizar más rápido la tarea que le sea asignada. Estos motores electrónicos se encuentran en la mayoría de mecanismos que usan electricidad para su funcionamiento. De tal manera resulta que la Ingeniería Eléctrica y Electrónica es la base para el funcionamiento de cualquier dispositivo electrónico.

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Un ingeniero eléctrico y electrónico debe ser capaz de diseñar, construir, supervisar y operar sistemas eléctricos. Uno de los más famosos personajes en esta ingeniería es el reconocido ingeniero mexicano Guillermo González Camarena (Guadalajara, 1917 – Puebla, 1965). Ingeniero famoso por inventar un sistema de transmisión de señal en color. Lo cual se traduce en la creación de la televisión a color.

Existen infinidad de aplicaciones de la ingeniería que hacen girar nuestro planeta, como el entretenimiento. Por ejemplo, televisores más ligeros y con mayor resolución, centros de entretenimiento con mayor calidad en audio son claros ejemplos del avance en ésta industria. Otra aplicación se encuentra en la comunicación; desde el invento del telégrafo hasta el último medio de comunicación  y más usado hoy en día llamado smartphone.

El planeta ya no se puede dar el lujo de seguir llenándose de contaminación, principalmente del aire. El IMCO (El Instituto Mexicano para la Competitividad A.C.) desarrolló una herramienta para identificar los daños en salud provocados por partículas de 10 micras (PM10) y cuantificar los impactos económicos que se derivan de los mismos. El IMCO analiza la calidad del aire en todas las ciudades de los Estados Unidos Mexicanos y presenta resultados desgarradores para la capital del país. La principal causa de la contaminación en el Distrito Federal se debe a medios de transporte con motor de combustión interna entre los que destacan automóviles, camiones y taxis. El exceso de vehículos basados en el uso del hidrocarburo en la Ciudad de México genera consecuencias notables como el tránsito y la propagación indiscriminada de dióxido de carbono (CO2) por toda la ciudad. En conjunto con la Ingeniería Mecánica, la Ingeniería Eléctrica y Electrónica obtuvo una solución: un vehículo cero emisiones, totalmente eléctrico. Para el año 2025 se espera un uso considerable del vehículo eléctrico en la población mundial.

Para contrarrestar la contaminación del aire, la brillante ingeniería se dio a la tarea de crear plantas de producción de energía limpia tales como plantas hidroeléctricas que aprovechan la energía cinética de mareas o corrientes, plantas de aerogeneradores que con ayuda de corrientes de viento logran producir energía eléctrica,  plantas geotérmicas que producen electricidad a través de la extracción de calor del interior de la tierra, plantas solares que se pueden abastecer de diferentes maneras: para producir calor y calentar agua o para producir electricidad por medio de paneles solares. La generación de electricidad por los medios expuestos no provocan la emisión de gases contaminantes a la atmósfera o, en su defecto, emisiones mínimas. Por lo tanto, estos métodos de generación no conllevan efectos como el cambio climático, el calentamiento global o el agujero de la capa de ozono.

Finalmente, este escrito da a conocer la Ingeniería Eléctrica y Electrónica así como su  importancia en la vida cotidiana, entretenimiento e industria. Se Invita al lector a reflexionar sobre la trascendencia de esta ingeniería necesaria para el mundo,  vital por todas las aplicaciones para mejorar y desarrollar cualquier sociedad. Esta ingeniería necesita recibir el apoyo e interés de más inversionistas para su crecimiento, situación que se reflejaría en mejores telecomunicaciones, ampliaría la industria del entretenimiento y aumentaría la producción limpia de energía eléctrica puesto que implementa métodos de generación que no contaminan al planeta; reduciendo generosamente la producción de gases de efecto invernadero. Se concluye reiterando el valioso valor de la Ingeniería Eléctrica y Electrónica en la sociedad actual y futura. De ésta forma se solicita tener en la mira esta disciplina por futuros inventos y sorpresas que dará la ingeniería que alumbra al mundo.

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