¿Podemos fabricar una Máquina que Vea?, por Gabriela Díaz
Gabriela Díaz
En este ensayo se hablara de los factores que influyen en la creación de una máquina desde la biónica en terminos de forma y color, con ejemplos desde lo orgánico, origen que da pie a la reflexión de esta pregunta ¿Podemos fabricar una máquina que vea? El tema de biónica fue escogido en un inicio del curso, abriendo preguntas que se tocaran en el siguiente documento.
Orígenes de la Biónica
La analogía de esta palabra con la de biología sugiere inmediatamente la idea de ser vivo. El nombre de biónica ha sido nombrado por Jack E. Steele, de la división médica aeroespacial de la aviación de los Estados Unidos. El nacimiento oficial de la biónica fue a fines del verano de los 60. En un congreso que se celebró en Dayton (Ohío). Nombrada por Steele asi:"Es la ciencia de los sitemas que tienen un funcionamiento copiado del de los sitemas naturales o que presentan las caracteristicas especificas de los sistemas naturales o análogos a los de estos." En sus comienzos, la biónica se ha preocupado sobre todo de aplicaciones prácticas, del estudio de máquinas basadas en modelos naturales. Podriamos decir que la biónica es el arte de aplicar el conocimiento de los seres vivos a la solución de los problemas técnicos.
Introducción
Entre todos los órganos sensitivos que posee el hombre, probablemente es el ojo el más importante. Por la visión, es por donde nos llegan la mayor parte de nuestras informaciones sobre el mundo exterior. De forma completamente natural, la transmisión de una información de una persona a otra se hace utilizando soportes de tipo visual... El diario y el libro son las formas más corrientes; otras son la pintura y la fotografía. En todos los campos de la actividad humana, la información de base visual es muy esencial. ¿Puede imaginarse a la industria sin planos de fabricación o al mundo de los negocios sin cartas de pedido o sin contratos escritos? Las experiencias hechas en los laboratorios se presentan siempre al final en cuadros de cifras o diagramas. Planteando la siguiente pregunta a reflexionar
¿Podemos fabricar una máquina que vea?
Desarrollo
En la actualidad, cuando se quiere tratar automáticamente la información escrita, es preciso, en primer lugar, hacerla asimilable por una calculadora numérica. Ahora bien, lo que prefiere esta máquina es la ficha perforadora; Los cuadros de resultados, pedidos, relaciones de stocks, balances, etc. Son transcritos sobre impresos apropiados y entregados después a mecanógrafas especializadas que con ayuda de sus máquinas perforan las fichas. Los orificios perforados representan la información inicial, bien sean cifras o letras, bajo una forma codificada asimilable por las calculadoras digitales. Pero no siempre es fácil trasladarlas sobre una ficha perforada a una información escrita. Un ejemplo es la presentación de un cheque en la ventanilla de un banco. ¿Coincide la firma con la que está registrada? Se podrá activar la operación utilizando una cierta mecanización: la firma registrada al empleado por medio de una red de televisión interna. Pero la operación esencial de comparación de las dos firmas sigue a cargo del hombre. Lo que ocurre es que, si bien una firma tiene un aspecto especifico, que hace que su imitación sea muy delicada, su forma individual puede variar ligeramente de una vez a otra, lo que complica extraordinariamente toda tentativa de automatización integral. Sin embargo, si se tratase de una operación claramente definida, como es, por ejemplo, el apreciar la igualdad entre dos firmas, nada se opone a que se mecanicen totalmente todos los procesos necesarios para este fin. Bastará con disponer de un procedimiento adecuado que lea directamente de alguna forma la firma escrita y que la traduzca sin pasar por las fichas perforadas clásicas. Con el aumento de la mecanización, del tratamiento de la información, es cada vez mas preciso el poder introducir directamente en una calculadora la información de base visual.
ficha perforadora
¿Por qué no se podría instalar a la entrada de la calculadora un analizado óptico que copiase el funcionamiento del ojo humano? Se puede concluir que el ojo humano se compone de varios cientos de millones de pequeños detectores fotosensibles situados unos al lado de otros. Ahora bien, como las calculadoras electrónicas pueden trabajar muy rápido, se debe poder compensar la débil capacidad instantánea de análisis, por la gran velocidad de barrido, llegando así al mismo nivel de análisis que tiene el ojo.
¿Cómo funciona el ojo en los seres vivos? Resulta, en efecto y cada vez mas, que la comparación del ojo con un aparato fotográfico es falso. La retina no es una sencilla placa sensible que no sufre desgaste, sino que es un órgano complejo que efectúa operaciones de selección y análisis. ¿Cual es la naturaleza de estas operaciones y en que acaban? se intenta resolver el problema estudiando el ojo humano. En primer lugar, su campo de visión está muy lejos de ser uniforme. Instintivamente dirige su mirada hacia un objeto cuando quiere verlo con atención. El enfoque es mediante el movimiento de los globos oculares o con la cabeza. Una dificultad es que el ojo humano no está jamás quieto, pues existe siempre un pequeño movimiento desordenado, con una frecuencia bastante elevada, de muchas oscilaciones por segundo. Es imposible darse cuenta de ese movimiento mirándose a un espejo, ya que su amplitud es muy pequeña, siendo necesario usar aparatos especiales. Este movimiento es absolutamente esencial para la visión. La última dificultad, es que no se puede experimentar totalmente sobre el hombre. Por ello es preciso utilizar animales que tengan un ojo más sencillo que la del ojo humano. El ojo de la Límula en particular es un exente modelo natural, pues es extremadamente sencillo. La Límula es un crustáceo muy primitivo que apenas ha evolucionado desde los mas antiguos tiempos geológicos, ya que procede en linea. Su ojo es compuesto, como todos los de los insectos, pero no posee mas que un millar aproximadamente de células fotosensibles o sea cien mil veces menos que el ojo humano.
Los problemas existentes en las máquinas de lectura automática de documentos escritos son exactamente análogos. La información no puede producirse mas que a base de variaciones, lo negro y lo blanco de la escritura o las tonalidades de una fotografía. En un laboratorio de la General Electric Company, H. Hildebrand ha construido, efectivamente, una máquina de este tipo. Su funcionamiento ha demostrado el inmenso interés de un sistema de análisis con conexiones de iteración lateral. En lenguaje matemático se dice que un sistema de esta índole lleva a cabo una correlación cruzada entre la imagen que se le presenta y una imagen definida con anterioridad. Llega a ser posible construir una máquina que reconozca la presencia en su campo de observación de un objeto de forma establecida con anterioridad. Cuantas mas células haya y mas compleja sea la red de interconexión mas precisas serán las posibilidades de reconocimiento.
Sería muy útil saber construir una máquina que no fuese sensible más que a lo que se mueve. Sobre la pantalla del radar utilizada por un operador del tráfico aéreo, la imagen se oscurece muy a menudo por ecos inútiles que provienen de obstáculos fijos situados en el campo, barrido por el haz del radar: edificaciones, árboles, postes eléctricos, etc. Estos ecos parásitos enmascaran los ecos útiles de los aviones. Ahora bien si los primeros permanecen fijos en el transcurso del tiempo, los segundos se desplazan, siendo precisamente su desplazamiento lo que indica al operador cuál es el movimiento del que vino por el cual se interesa para llevarle a la pista de aterrizaje. Sería grande la mejora si se pudiese borrar de la pantalla todo lo que está inmóvil.
¿Es verdaderamente sensible la retina al movimiento? Es a la experiencia a la que corresponde contestar. Y por todas las razones indicadas anteriormente, no es el estudio del ojo humano el que pueda responder a tal pregunta. Para resolver el problema a base de aplicar siempre la idea de modelos naturales, es preciso encontrar un animal estudiado que sea también bastante sencillo. Es preciso además que el comportamiento del animal estudiado sea también bastante rudimentario para que se analice con seguridad su reacción vital a los estímulos. El ojo de la rana responde a estas diversas exigencias. A diferencia del hombre, la rana no mueve un ojo para explorar visualmente el mundo que la rodea. Al contrario, si mueve la cabeza, sus ojos se mueven en sentido inverso para mantener bien fija la dirección de enfoque. Su campo de visión es uniforme.
Por un estudio del Massachusetts institute of technology de Boston investigaron que presentando objetos de forma conocida y a una velocidad dada, a una rana convenientemente preparada para la observación de tales señales nerviosas, comprobaron que los campos receptores delimitados por las Interconexiones neuronales podían clasificarse en una de las cuatro grandes categorías. La retina de la rana no envía a su cerebro la imagen fotográfica de un objeto, sino informaciones mucho más resumidas. Lo que primero analiza es el contraste local el cual la informa sobre la presencia de discontinuidades móviles o fijas. Estos contrastes locales se reagrupan y es este segundo campo detector el que la informa sobre la magnitud del objeto que provoca los contrastes. Más concretamente, es preciso que este objeto sea de pequeña dimensión y que se mueva para que dé lugar a una reacción. Lo mejor es que el movimiento sea intermitente, como es el movimiento de un insecto que vuela. La rana no tiene necesidad de señalizar intelectualmente la imagen para descubrir que es su presa, ya que tiene una percepción directa e inmediata de ella.
Ahora bien, si se presentan a un analizado, este tipo de imágenes para las cuales no ha sido previsto, es decir, imágenes que se pudieran denominar artificiales o no naturales, puede muy bien ocurrir que facilite indicaciones erróneas. La observación de ilusiones ópticas lo confirma. La percepción del movimiento es debida, como se ha visto, a la combinación de las percepciones de contraste que producen en un campo receptor de extensión suficiente.
No hay probabilidad de enfrentarse cotidianamente en la realidad con imágenes de tal regularidad. Pero quien proponga construir un analizador artificial partiendo de las ideas sugeridas por los modelos naturales que ha estudiado, debe prestar atención a las posibilidades de error que pueden aparecer, si se presentan a la máquina imágenes para las cuales no ha sido proyectada.
**Percepción del color Lo que es verdad para la forma lo es también para que el color. Lo contrario es lo que sería extraño, es natural pensar que lo que es verdad en el campo de la forma y del movimiento debe serlo también en el campo tan próximo de los colores. La percepción de estos últimos es una propiedad sensitiva más o menos repartida en las diversas especies, si bien parece que únicamente son los monos y el hombre los que tienen una verdadera visión de los colores y los que perciben toda la riqueza de los matices de una puesta de sol o de un cielo de tormenta.
Al principio del siglo XIX, el naturalista inglés Thomas Young imagino, sin saber nada de la existencia de los bastoncillos ni de los conos, que la visión de los colores estaba ligada a la presencia en la retina de las células sensibles selectivamente al verde, al rojo o al azul, o sea, a los tres colores llamados fundamentales. Esta teoría ha encontrado sus aplicaciones prácticas en la tricromía, procedimiento corriente de la impresión en colores, así como en la televisión. Estas experiencias parecen demostrar que el ojo puede tener la sensación de ciertos colores que a primera vista están ausentes de la información luminosa que se les envía.
Estas nuevas ideas sobre la visión de los colores pueden sugerir al creador de una máquina que vea nuevos y provechosos temas de reflexión. Los problemas de la reproducción de los colores son tan importantes que es preciso examinar toda nueva idea susceptible de conducir a la realización de máquinas más perfectas y la reflexión biónica en el campo de los colores, promete tener la misma importancia que la que ya tiene, en el campo de la detección de formas y Movimientos.
Conclusión
La biónica es una nueva forma de analizar los problemas de la vida y de las máquinas mediante la consideración en común de los diferentes puntos de vista del biólogo, del diseñador, ingeniero, médicos, etc. Este carácter se ha confirmado a medida que se ha avanzado en el campo de la reflexión biónica. Ha resultado de forma cada vez mas visible que, al contrario de lo que ocurre con las ciencias especializadas, este campo de la biónica no tiene límites definidos, sino que está, al contrario, cada vez mas abierto, a medida que se profundixza en las ciencias especializadas en que descanza. Lo que la caracteriza es un cierto estado del espíritu para abordar el estudio de los problemas de la vida y de las máquinas.
La biónica resulta de la fusión de la actividad analítica de los biólogos y de la creatividad sintética de los diseñadores. Es una sistematización del estudio del comportamiento de los mecanismos naturales con miras a su transposicion a estructuras artificiales, debe existir un lenguaje común entre ambos, ya que si el lenguaje llega efectivamente a crearse, se conseguirá un resultado singularmente importante. La construcción de máquinas artificiales para tratar la información lleva camino de revolucionar toda la vida económica de nuestra civilización e incluso todos los aspectos de la vida, ya que cada vez es ma sfrecuente utilizar robots para la toma de decisiones frente a situaciones muy complejas. Vista bajo este aspecto, adquiere la biónica una singular importancia que estaria muy lejos de tener si se la limitase a su aspecto energético, incluso bajo la forma mas elaborada, como es por ejemlo, la de realizacion de una mano artificial.
Los desarrollos posibles de las máquinas autoeducables y de la inteligencia artificial son maravillosas. Y en un porvenir mas lejano ¿Quizás que artificios se lograran? En lugar de construir máquinas inspiradas en modelos naturales, se puede llegar a pensar en la creación de vida artificial o la imagen de la vida natural. No cabe duda, que el futuro se presenta verdaderamente ilimitado ante todos nosotros
Bibliografía:
1.La primera publicación en la que aparecio la palabra biónica North Torrence, (1960). Waveguide-Dayton Section IRE Publication. EE.UU. Figuran en ella cuatro informes que se presentaron en una asamblea especial de la 12.ª Conferencia anual de Electrónica Aeronáutica, celebrada los días 2 al 4 de mayo 1960. 2.J.L.L. Aranguren. (1967). La comunicación humana. Madrid, España: Editorial Guadamarra. 3.H. Freudenthal. (1967). Las matemáticas en la vida cotidiana. Madrid España: Editorial Guademarra.
Desarrollo: 4.Los problemas de la visión han sido estudiados de la obra R.L. Gregory. (1966). Ojo y cerebro: Psicología de la visión. Madrid, España: Ediciones Guadarrama. 5.Sobre el ojo de la límula y la inhibición lateral, puede verse W. H. Milter, R. Ratliff y H. K. Hartline. (1961). Cells receive Stimuli. Scient: Am. 6. El ojo de la rana esta descrito en J. Y. Lettvin, H.R. Maturana, W.S. McCulloch y W. H. Pitts. (Noviembre 1959). "What the frog's eye tells the frog's brain". Proc. Inst.: Radio Engrs. 7.El problema de la visión de los colores*, es un informe de Rand Memorandum Corporation- RM 4196, (1996). A Critical Review of the experimental foundation of human color vision. Santa Mónica.
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