The Mechatronic Digital World in your Hands

Un cielo oscuro

tranz3r — Mon, 26 Oct 2009 04:45:48 +0000

Ya que en estos dias andaba reflexionando sobre muchos dilemas por los sucesos que normalmente ante nuestros ojos acostumbrados a la trivialidad diaria pasan desapercibidos, llego un instante en ese viaje en que me hice la pregunta ¿Por qué el cielo nocturno es oscuro si existen infinitas estrellas que habrían de iluminarlo como si fuera de día? Esta pregunta se la hicieron astrónomos de la talla de Kepler, Halley y Cheseaux, pero no encontraron una respuesta satisfactoria. Cualquiera puede ver que durante la noche el cielo que hay entre las estrellas es negro, hecho que aparentemente contradice que el Universo sea infinito. Si lo es, en cada dirección que miremos desde la Tierra debería haber al menos una estrella, y el cielo nocturno debería ser completamente brillante. La paradoja de Olbers recibe el nombre del físico y astrónomo alemán Heinrich Wilhelm Olbers, que escribió sobre este tema en 1823.

En 1823, al plantear su paradoja de manera formal, Olbers propuso como solución que el cielo era oscuro de noche porque “algo” en el espacio bloqueaba la mayor parte de la luz estelar que debía llegar a la Tierra. Su planteo no difería demasiado del de Chéseaux, y durante los cien años siguientes la paradoja no fue discutida. Posteriormente se demostró que esta era una solución inviable. Los científicos actuales saben que la supuesta materia espacial que bloquease la luz con el tiempo se calentaría y acabaría emitiendo luz con tanto o más brillo que las estrellas.

El brillo de un cielo poblado de infinitas estrellas que se encuentran a diferentes distancias del observador es igual al que presenta la superficie de una estrella. Mientras que el área aparente de una estrella disminuye con el cuadrado de la distancia que nos separa de ella, el número de estrellas aumenta con el cuadrado de la distancia, por lo que ambos efectos se anulan y el cielo debería ser tan brillante como el Sol, lo que evidentemente no ocurre. Por supuesto, para que las estrellas estén “uniformemente distribuidas” en el espacio, deben estar también uniformemente distribuidas en el tiempo, porque cuanto más lejos se encuentra la estrella observada, más antigua es. Este razonamiento, que proyectado a una escala infinita significa que el universo debe tener una edad infinita sin que hayan ocurrido cambios radicales en la naturaleza de las estrellas, sirvió a Kepler como argumento para postular su modelo de universo. Pero hay una falla en este razonamiento.

Un argumento contra de la paradoja es la edad del Universo. Esta claramente no es infinita, tal como sugiere la Teoria del Big Bang. Esto significa que sólo la luz de una cantidad finita de estrellas ha tenido tiempo de llegar a nosotros, por lo que la paradoja simplemente desaparece. Algunos incluso ven la existencia de un cielo mayormente negro como una prueba de la teoría del Big Bang.

La respuesta a la Paradoja de Olbers es que “el universo no es infinito y no ha sido siempre igual. Sino, estaría ocupado de manera uniforme por las estrellas”, algo que no ocurre. Como sea, cuando miremos la próxima vez un cielo estrellado, recordaremos que la existencia de ese negro telón de fondo es un recordatorio de que ni la edad del universo ni el numero de estrellas que lo componen es infinito, algo que hoy puede resultar sencillo de comprender, pero que hace 200 años hizo transpirar a más de un astrónomo.

¿¿Quien puede ser culpable??

tranz3r — Sun, 11 Oct 2009 19:30:09 +0000

Pues aqui de regreso despues de unos dias de inactividad, esta vez les traigo un tema un poco diferente. Ya que la Mecatronica va mas alla de la tecnologia, una parte esencial de esta es el desenvolvimiento dentro de la sociedad y el trabajo y colaboracion entre los miembros de un grupo.

La Teoría de Juegos es una rama de las matemáticas que estudia el comportamiento de los individuos cuando interactúan entre ellos mediante una serie de reglas bien determinadas. El llamado Dilema del Prisionero es uno de los ejemplos más comunes de este tipo de problema, que tiene cientos de aplicaciones en la vida diaria. En el fondo, plantea la cuestión de si es más “rentable” ser altruista o, por el contrario, aquellos que son altamente egoístas son los que finalmente salen ganando.La Teoria de los Juegos se encarga de analizar y estudiar la forma en que es posible ganar en aquellos juegos donde se tienen reglas bien definidas, para el caso un juego se entiende como un conjunto de jugadores, de movimientos o estrategias disponibles para esos jugadores con su corespondiente recompensa para una combinacion de estrategias. Muchas situaciones del mundo real pueden modelarse como si se tratase de un juego y ser resueltas -o al menos analizadas- mediante el uso de esta teoria.

Un ejemplo muy conocido de la aplicación de la teoría de juegos a la vida real es el dilema del prisionero. Este “juego” fue popularizado por el matemático Albert W. Tucker. A pesar de lo sencillo de su planteo, este dilema tiene implicaciones que resultan útiles para comprender la naturaleza de la cooperación humana. La enunciación clásica del dilema del prisionero es la siguiente:

La policía acaba de arrestar a dos sospechosos de un crimen. No se han encontrado pruebas suficientes para condenarlos y, tras haberlos separado, un oficial de policía los visita a cada uno y les ofrece el mismo trato. Si uno confiesa y su cómplice no, el cómplice será condenado a diez años de prisión mientras que el delator será liberado. Por el contrario, si calla y el cómplice confiesa, el primero recibirá esa pena y el cómplice será quien salga libre. Pero si ambos confiesan el crimen, cada uno recibirá una condena menor, de sólo seis años. Si ninguno confiesa, ante la falta de pruebas, no pasarán más de seis meses en la cárcel acusados de un cargo menor.

Lo que hace interesante el dilema es el hecho de que el resultado de cada elección depende de la elección del cómplice, y cada uno desconoce qué ha elegido hacer el otro, ya que están separados.

Comencemos suponiendo que ambos son completamente egoístas y tienen como única meta reducir el tiempo que pasarán detenidos. Cada prisionero podría suponer que el otro ha elegido cooperar con el manteniendo la boca cerrada para salir en seis meses. Esto hace que la tentación de ser el primero en confesar sea enorme, ya que significaría su libertad inmediata y una condena de 10 años para su cómplice. Por supuesto, el otro detenido seguramente está razonando de la misma manera, buscando la forma de salir en libertad de inmediato.

Por el contrario, el interés por el bien común puede dar mucho mejor resultado. Dejando de lado que dos delincuentes difícilmente tengan alguna clase de interés en cosas como el altruismo, lo cierto es que la confianza en el comportamiento del otro puede ser la que obtenga el mejor resultado. Desde el punto de vista de la fría lógica, confesar es la estrategia dominante para ambos jugadores. Sea cual sea la elección del otro jugador, pueden reducir siempre su sentencia confesando. Pero por otra parte, esto conduce a un resultado regular en el caso de que ambos tomen esa decisión. Este es el nudo del dilema. El resultado de las interacciones individuales produce un resultado que no es óptimo, aunque existe una situación tal en que las perspectivas de uno de los detenidos puede mejorar sin que esto implique un empeoramiento para el otro.

Tras haber planteado el dilema del prisionero podemos extraer algunas conclusiones. En el terreno de la ética, por ejemplo, una de las preguntas más antiguas es ¿por qué hacer el bien?. Esto ya preocupaba a Platón, y reaparece a lo largo de la historia bajo las más diversas formas. El dilema del prisionero nos ayuda a encontrar una respuesta sencilla y práctica: cuando todos buscamos el interés del grupo, obtenemos más beneficios que cuando se busca el mejor resultado individualmente. En pocas palabras, la mejor forma de conseguir lo mejor para cada uno es hacer lo que resulta mejor para todos. La moral, parece, es un buen negocio. ¿Interesante, no?

22 Nanometros de Intel.

tranz3r — Sun, 27 Sep 2009 14:46:47 +0000

Para muchos expertos, la conocida Ley de Moore está llegando a sus límites. Con la constante miniaturización que han experimentado los procesadores durante los últimos años, llegará un momento (y llegará de verdad) en que no se podrá ir más abajo en la escala a menos que se diseñe algún método de fabricación especial. Sin embargo, para Intel quedan muchos años en los que la Ley de Moore seguirá siendo válida, y desafía a los métodos actuales de fabricación con una nueva oblea de 22 nanómetros presentada hace unos dias. De acuerdo al gigante de los procesadores, este método de fabricación estará listo para llegar al mercado sin inconvenientes durante la segunda mitad del año 2011, revalidando una vez más a la Ley de Moore.

La gran mayoría de los procesadores disponibles en la actualidad están basados en un método de fabricación de 45 nanómetros. Recientemente Intel ha incorporado a su línea de procesadores unidades de 32 nanómetros, lo cual permite que sean más rápidas y eficientes. Seguir bajando en la escala posee obvios beneficios, pero también comienzan a aparecer problemas muy serios. Mantener aislados a los circuitos en esa escala y lidiar con el aumento del calor generado son apenas dos puntos en una larga lista de inconvenientes. Sin embargo Paul Otellini, actual CEO de Intel, presentó en el Intel Developer Forum una oblea con transistores basados en tecnología de 22 nanómetros. Los 22 nanómetros son considerados como la puerta que lleva indefectiblemente hacia la NANOELECTRONICA , pero todo parece indicar que Intel estará a la altura del desafío que implica seguir buscando escalas más pequeñas.

Este diseño de 22 nanómetros permite colocar más de 2900 millones de transistores en algo que tiene el tamaño aproximado de una uña. Sin embargo, estos 2900 millones duplican la densidad actual de transistores que se pueden encontrar en el mejor procesador Intel a la venta en el mercado. De acuerdo al CEO de Intel, los primeros procesadores con diseño de 22 nanómetros estarían listos para la venta durante la segunda mitad del año 2011. Si tenemos en cuenta la precisión con la que Intel lanza sus procesadores y el actual lanzamiento de los chips de 32 nanómetros, la segunda mitad de 2011, además de parecer razonable, le viene como anillo al dedo a la ley de Moore: Dos años, el doble de densidad.

Paul Otellini con oblea en mano

Sin embargo, Intel planea aplicar este método de fabricación en memorias SRAM antes de llevarlo a los procesadores. Intel ya puede fabricar obleas de 22 nanómetros, lo que indica que ya se encuentra trabajando en su sucesor. Será todo un logro para la informática moderna alcanzar los 16 nanómetros y entrar de forma oficial a la nanoelectrónica. ¿Será en 2013? Si Intel sigue con este ritmo, es probable que así sea.

Fuente http://www.wired.com

William Jevons y la primera maquina logica.

tranz3r — Fri, 25 Sep 2009 03:37:12 +0000

Científicos como George Boole o Charles Babbage ocupan un destacado lugar en la historia de la lógica. Pero hay otros, como William Stanley Jevons, que inventaron máquinas basadas en los principios de la lógica capaces de funcionar como una extensión de la mente humana, y que rara vez son reconocidos por el público en general. El Piano Lógico de Jevons fue una especie de ordenador primitivo capaz de procesar términos lógicos y resolver problemas planteados con ellos.

William Stanley Jevons nació en Liverpool el 1 de septiembre de 1835. Fue el noveno hijo de una rica familia de comerciantes, y estudió el University College de Londres, donde conoció y fue influido decisivamente por Augustus de Morgan.

Se desempeñó como docente en el Owens College de Manchester, y finalmente regresó al University College de Londres en 1876 como profesor. Pero, antes de eso, en 1869, se convirtió en el inventor de la primera máquina lógica capaz de usar el Álgebra de Boole para resolver problemas logicos. El Piano Lógico, bautizado así por su semejanza con uno de estos instrumentos musicales, utilizaba un alfabeto de cuatro términos para resolver silogismos complicados, y fue uno de los primeros dispositivos capaces de resolver problemas de este tipo, y hacerlo más rápido que el cerebro humano. El Piano Lógico de Jevons era capaz de sacar conclusiones válidas (desde el punto de vista lógico) de forma automática, a partir de las premisas que el operador introdujera mediante sus “teclas”.

Al contrario de las calculadoras mecánicas, que ya eran bastante comunes en esa época, el Piano Lógico utilizaba como entrada proposiciones lógicas en lugar de números. La salida tenia la misma naturaleza, y los resultados podían leerse en una serie de indicadores que tenía en su placa frontal.

Lamentablemente, no llegó a culminar sus proyectos, ya que murió ahogado cuando nadaba con su esposa y sus tres hijos en el mar cerca de Hastings, el 13 de agosto de 1882. Aún no había cumplido los 47 años. El Piano Lógico original se encuentra en el Museo de la Historia de la Ciencia, en Oxford.

La mano robotica de la Universidad de Tokio

tranz3r — Fri, 25 Sep 2009 03:15:10 +0000

Los japoneses parecen tener una habilidad especial para desarrollar robots. Así como alguna vez nos maravillamos con Asimo, hoy debemos sacarnos el sombrero ante la última creación del profesor Masatoshi Ishikawa, de la Universidad de Tokio: una mano robótica de solo tres dedos, que posee una velocidad y sensibilidad extraordinarias, que además de poder seguir patrones pre-programados es capaz de reaccionar frente a estímulos externos.

Generalmente las manos robóticas suelen ser muy fuertes o tener una gran precisión. Pero el autómata de Ishikawa se destaca por su destreza y velocidad. El cacharro posee tres dedos, cada uno recubierto con una membrana que puede determinar dónde y con qué fuerza presiona un objeto. Esto le permite al ordenador, que controla los motores encargados de mover cada dedo, “saber” qué es lo que está ocurriendo en cada pieza de su “anatomía”. Los resultados, como puedes ver en el vídeo, son espectaculares.

Me dejo sin palabras….quien se anima a hacer uno parecido??

Pesadilla Binaria.

tranz3r — Thu, 24 Sep 2009 06:11:36 +0000

Todo esto de los sistemas numericos y conversiones hay veces puede causar confusion en algunas personas ( o maquinas en este caso) llegando al grado de hasta empezar a alucinar y tener pesadillas con estos asuntos. Como es el caso de este amigo metalico…

Para no sufrir lo que le paso a el, es conveniente tener bien cimentadas las bases de los sistemas numericos para que el sistema binario nos empieze a ser mas familiar y sencillo de comprender.

Sistemas Binario, Octal y Hexadecimal.

tranz3r — Wed, 23 Sep 2009 05:31:16 +0000

numericos

Como estos personajes nos dicen existen muchas maneras de representar los mismos valores de otra forma, pueden haber infinitas maneras de hacerlo, en todas siempre tendra el mismo valor, siempre que se tenga la nocion de a que valor se refiere.Nosotros nos centraremos en los denominados binario, octal y hexadecimal.

SISTEMA BINARIO.

El sistema binario (que es el que manos incumbe para estos rollos de lo digital) es llamado de base 2 por que solo emplea el 1 y 0. Aqui los valores de los digitos se dan en potencias de 2. Veamos el ejemplo:

Esto indica que el numero 101001 equivale a 41 en decimal.

Mas adelante estudiaremos mas a fondo este sistema y sus caracteristicas.

SISTEMA OCTAL.

En este sistema de numeracion las cantidades se representan con 8 digitos distintos: 0,1,2,3,4,5,6,7 en base 8. Con el se pueden representar numeros binarios de un manera mas sencilla y reducida para su lectura.

Para representar un numero decimal en octal se sigue el mismo procedimiento visto anteriormente con el binario, solo que ahora se usaran potencias de 8 en lugar de 2.

SISTEMA HEXADECIMAL.

Esta compuesto por 16 digitos distintos, representandose los 6 mayores por las 6 primeras letras del alfabeto en mayusculas, es decir: A,B,C,D,E,F,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.

Es el sistema usado en el proceso de datos en gran parte debido a la existencia de procesadores digitales que manejan mas de 8 bits de datos, con cada numero hexadecimal se pueden representar hasta 4 bits binarios.

Por ejemplo para contar en hexadeci quedaria de esta forma:

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,1A,1B,1C,1D,1E,1F,20,21….

Sistemas Numericos.

tranz3r — Wed, 23 Sep 2009 04:41:08 +0000

Aprendiendo a contar….

Hemos visto que un circuito digital trabaja con números y sólo con números. Antes de entrar en la comprensión y diseño de estos circuitos, hay que estudiar cómo se pueden representar esos números, de manera que el circuito los entienda. Veremos que existen muchísimas formas de representar el mismo número (de hecho, existen infinitas formas), pero sólo unas pocas son las que nos interesarán para los circuitos digitales.

El concepto de numero todos lo tenemos, un mismo numero se puede representar de distintas maneras. Tomaremos el numero 10 como ejemplo, este lo representamos mediante dos digitos, el 1 y el 0, si lo representaramos mediante la numeracion romana, este seria visualizado de esta manera “X”, pero aun siendo de las dos maneras muy disitntas, es claro que ambas representan el mismo valor.

Todos estamos acostumbrados a representar valores utilizando 10 digitos: “0,1,2,3…9″ por eso es que nuestro sistema se llama sistema decimal o base 10.

Introduccion a los niveles del Diseño Digital.

tranz3r — Fri, 11 Sep 2009 05:21:04 +0000

Como anteriormente habia dicho, los circuitos digitales tienen ciertos estados logicos dentro de su funcionamiento, lo que significa que presentan cierta memoria para realizar las tareas para las que se les han programado. El elemento que hace posible esa memoria es la llamada puerta logica, que es el elemento base en la toma de desiciones de nuestros circuitos. De esta manera al interconectar varias puertas logicas se lograran codificar los posibles resultados que se deseen obtener de un circuito.

Esta labor puede realizarse en diferentes niveles de representacion y abstraccion. La industria misma y la mayoria de los diseñadores se mueven a un ritmo constante hacia mayores niveles a medida que la densidad y funcionalidad de los circuitos se incrementa.

El primer peldaño del diseño digital es la fisica del dispositivo y los procesos de fabricacion de C.I. (circuito integrado). Los efectos de los impresionantes avances en cuanto a integracion y velocidad de los C.I. se encuentran resumidos en la Ley de Moore que indica que la cantidad de transistores por pulgada cuandrada en un C.I. se duplica cada año. Esta proporcion de avance ha disminuido a aproximadamente 18 meses, pero lo que se debe resaltar es que cada vez que se duplica la densidad lo hace a la par de la velocidad.

Los ASIC (Aplication Specific Integrate Circuit o Circuito Integrado de Aplicación Específica) son circuitos integrados configurables que ha sido diseñados para un propósito u aplicación específica para un producto electrónico específico.

Una forma más rápida y directa de integrar aplicaciones es mediante la lógica programable, la cual permite independizar el proceso de fabricación del proceso de diseño fuera de la fábrica de semiconductores.

Para eso el diseñador digital debe considerar estos puntos importantes:

El uso de buenas herramientas no garantiza un buen diseño, pero ayuda bastante a eliminar el esfuerzo y dolor que conlleva el hacer bien las cosas.
Saber cuando preocuparse y cuando no, con respecto a los aspectos analogicos del diseño digital.
Documentar siempre los diseños para hacerlos comprensibles tanto para uno mismo como para los demas
Diseñar para un costo minimo al nivel del sistema, incluyendo su propio esfuerzo ingenieril como parte del costo.

Dentro de todo esto, igualmente el trabajo del diseñador digital se ve influido por un sinnumero de fctores externos a la ingenieria, entre los que se incluyen la disponibilidad de los componentes, especificaciones del objetivo, politicas de oficina, estandares de produccion, etc.

¿Que es la Electronica Digital?

tranz3r — Thu, 10 Sep 2009 01:58:47 +0000

Bueno esa es la pregunta del millon, para una persona no iniciada en este campo, la palabra Electronica Digital podria sonar a algo demasiado complejo o distante. En realidad es todo lo contrario, la Electronica Digital se encuentra presente en casi todos los ambitos comunes de desarrollo moderno. Es tan comun que lo extraño seria no estar vinculado con los bits.

codigo binario

La deficion mas o menos tecnica de esta seria que la Electronica Digital es la parte de la Electronica encargada de los sistemas en los cuales la informacion se encuentra codificada en solo dos estados. Estos estados pueden ser llamados “verdadero” o “falso”(en ingles true=verdadero, falso=false), o mas generalmente conocidos en el ambiente tecnico como 1 y 0, refiriéndose a que en un circuito electrónico hay (1 – verdadero) tensión de voltaje o hay ausencia de tensión de voltaje (0 – falso).

A cada uno de ellos se le asigna un voltaje o cierto rango de voltaje llamados niveles logicos, dicho voltaje puede variar de acuerdo a una aplicacion especifica.