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Especial: Analógico / Digital
a sociedad y la tecnología actuales están adquiriendo un grado de complejidad tal que la ingen ier í a moderna debe enfrentarse a sistemas en los que llegan a coexistir múltiples niveles en interacción, cada uno próximo a diferentes espacios de realización técnica y social. La apertura de caminos para alcanzar su comprensión pasa por un estudio interdisciplinario cuya problemática establece una necesidad: desarroIJar el conjunto de herramientas, modelos y planteamientos que conduzcan a la evolución, y si es preciso reorientación, del pensamiento técnico, en general, y de la ingeniería de telecomunicaciones, en particular, teniendo en cuenta, en ambos casos, aspectos extraños o soslayados hasta el presente. El desbordamiento de unas disciplinas sobre otras está dando lugar a espacios comunes, a encabalgamientos, a zonas de sombra, donde la propagación de los resultados alcanzados por las prácticas teóricas, al menos por las domi nantes, se difumina, se desvanece, y donde la continuidad en el anáJisis desaparece. Lugar, por otra parte para el contacto de realidades procedentes de entornas diferentes. Real idades que posteriormente, en un segundo tiempo, retornan a sus paisajes de origen con nuevas significaciones, rompiéndose, de esta manera, las posibles estanqueidades del conocim iento. De entre los diferentes campos desde los cuales podemos aproximarnos a la representación formal: ANALOGICO/DIGITAL, que da titulo al presente texto, y todo lo que a ella se refiere, algunos nos sitúan en la frontera, desde luego defin ida sobre márgenes imprecisos, borrosos y no estáticos, de uno de los límites por arriba de la ingenierla para la transmisión de información y uno de los limites por abajo de la semiótica entendida, de acuerdo con Eco, como una teoría que se ocupa de cualquier cosa que pueda considerarse como signo. Signo entendido como cualquier cosa que pueda considerarse como sustituto significante de cualquier otra cosa. Cualquier otra cosa que no debe necesariamente existir ni debe susbsitir en el momento en que el signo la representa. Precisamente en uno de estos limites inferiores se encuentra la entrada a Ja transición entre signo y señal, y, con ello, a extensión de aquella hacia segmentos al borde de su espacio teórico. En este territorio de nad ie, o casi nadie, se hallan en un primer estrato, no obligatoriamente a nivel de superficie, los elementos de una cartograf(a que nos descubre el acceso a una perspectiva slgnica de sistema de telecomunicación dentro de la que lo ana lógico V lo digital pueden expl icarse. Me refiero, en concreto, a los términos: ruido, señal, significante, significado, slmbolo, bit, dlgito, muestra, trama, fuente, destino, enJace, canal, medio. En un segundo estrato encontramos algunas de las agrupaciones que como: comunicación, significación, analogla, sistema código, régimen semiótica, régimen binario, modulación, red, tasa de errores, transmisor, receptor, información, entrop la, conforman la topoJog la de apoyo en la arquitectura de un tercer estrato en el que diferentes teorlas, complementándose y/o contradiciéndose, acumulan una cierta sobreinformación para el entendimiento de las diversas prácticas impl icadas en los procesos comunicativos con soporte electrónico. Hablo de: Teorla Matemática de la Comunicación, Teorla de la Información, Teorla de la Codificación, Teorla de la Mención, Teorla de los Signos, Teorla de la Señal, etc. Estratos, agrupaciones, térm inos, teorlas, que son el esqueleto estructural, en SI m ismo y en las correlaciones establecidas, que permite abordar el análisis y el estud io de las apl icaciones tecnológicas remitidas por una ingenierla de y sobre la comunicación aSI como la situación, dentro de las mismas, de lo analógico y lo digital, de las transiciones del uno al otro y de las fugas, a través de ellos, de unas disciplinas hacia otras. Los elementos de un sistema deben comunicarse entre SI, deben desarrollar interrelaciones regulares coherentes. ¿De qué tipo son las señales que se intercambian entre ellos? ¿Cómo son transmitidas? ¿Qué papel desempeñan? Por el momento, y siguiendo a Watzlawick, Beavin y Jackson, podemos decir que toda comunicación presenta dos aspectos: el canten ido y la relación, tales que el segundo engloba al primero y por ello se constituye en metacomunicación. Esta hipótesis hace de un sistema algo aprehensible, algo que debe poder ser representado al estudiar las relaciones entre los componentes del mismo. Ahora bien no hay relación sin representación, expresión y señal. Cuando un elemento del sistema lleva a cabo una indicación está llevando a cabo una operación sobre la realidad de forma que podemos decir que efectivamente hay paso de información de aquél hacia ésta. El definir si se ha establecido o no un proceso comunicativo entre uno y otra depende, como dice Eco, de la capacidad significante de las señales veh iculadas en los procesos de producción informacional dentro del sistema. Sólamente existirá comunicación en caso de que exista un sistema de sign ificación conocido por todos los elementos del sistema. En cualquier caso, cada uno de ellos no puede construirse ni definirse en su autonomla o en su individualidad, el margen del contexto, al margen de la relación ecológica. La génesis de las formas de cambio perm iten concebir un sistema como una al-quitectura no de estructuras autónomas sino como conjunto de relaciones complejas entre los elementos constituye un proceso de sustitución del objeto por la señal, del referente por el signo. La sustitución define y dom ina, entonces, el conjunto de relaciones en la organización del sistema que queda especificado por las prácticas de sustitución presentes. No se trata, como man ifiesta G oux, de designar una cosa por otra sino de descubrir, o mantener, un invariante independientemente de todas las diferencias y todos los cambios. Establecer, en última instancia, un enlace, a nivel de significante, entre la señal y el objeto. Este enlace puede contener, entre otras cosas, una analogla y/o una digitalización. Por otra parte sabemos que la información rinde conmensurable todos aquellos productos originados por y dentro de los medios de comunicación e intercambio creados, a su vez, por los elementos del sistema. Como decía Weaver, la información es la medida de la reducción de la incertidumbre que se puede tener respecto al estado de una región de universo (que se constituye en emisor) por intermedio de un mensaje, con lo que la información es equivalente a entrop la o desorden, desorgan ización, falta de configuración en la organ ización del sistema. De aquI que podamos pensar que el terreno de abono para la barra de separación entre ANALOGICO y DIGITAL no está, al menos de manera primordial, en la Teorla Matemática de la Comunicación ni en la Teorla de la Información y si está, sin embargo, en la Ingenierla para la Transmisión de Información. Recordemos que un proceso de comunicación se alcanza con el paso de una señal (lo que significa necesariamente un signo) desde una fuente, a través de un transmisor, a lo largo de un medio, através de un receptor, hasta un destinatario, y que información, como hemos dicho anteriormente, no es sino un reflejo de las propiedades estad Isticas de una fuente. En cualquier caso todo proceso comunicativo partic;ioa de dos planos, uno de la expresión y el otro del canten ido, en los que, según Hjelmslev, encontramos dos estratos: forma y sustancia, Forma del contenido y sustancia del contenido. Forma de la expresión y sustancia de la expresión. Una representación ana lógica, lógicamente relacionada de manera más directa con lo que representa, no rompe la cadena que va desde la sustancia a la forma. Forma, estructura y valor permanecen. Sin embargo, una representación digital rompe esta cadena. Unicamente permanece el valor. El hecho de que podamos hablar de señales analógicas o digitales, independientemente del canal de transmisión que las soporta, o de transmisión analógica o digital, independientemente de la señal transmitida, lo único que nos manifiesta, al m ismo tiempo que todo lo que nos confirma, es la existencia de cierta referencia que remite, en el primer caso, a una cualificación más que a una cuantificación, y con ello más a una producción sígnica que a una valoración de cantidades, y, en el segundo caso, más a una economla de proceso quea una medidu de canal. Referencia que queda indicada en los grados de pertenencia respecto al modo de producción, analógico o digital, adoptado por las diferentes real idades implicadas en el proceso comunicativo. Así por ejemplo, el paso de la consideración como ana lógica o digital de una información, mensaje, uso, cambio, modulación, producto, fuente, interpretación, etc, debe estudiarse a partir de la definición de una unidad de discurso, consecuencia del nivel y del eje de lectura elegidos aSI como de la propia especificidad del discurso. El pensamiento simbólico está en el origen de toda comunicación digital. Sea entendido como el paso del continuo real al discontinuo formal. Sea entendido, de acuerdo con Deleuze y G uattari, como aquello que sustituye la analogla de proporciones por una analogía de proporcionalidades, la serialización de semejanzas por una estructuración de diferencias, la identificación de términos por una igualdad de relaciones, la metamorfosis de la imaginación por las metáforas en el concepto, al gran continuidad naturaleza-cultura por una grieta que distribuye las correspondencias entre ambas sin parecido alguno. Cuando algunas de las tribus indias de la costa noroeste de América proyectaban o construlan, plástica o gráficamente, una realidad de otro orden, una realidad, por ejemplo, artística, estaban proyectando o construyendo una propuesta digital. En el resumen que LéviStrauss hace de los estudios realizados sobre este arte americano dice: procede por (a)-estilización; (b)-esquematismo o simbolismo, expresado en la acentuación de los rasgos caracterlsticos o en la adición de atributos significativos (así, por ejemplo, el castor es señalado por el bastoncilló que sostiene entre las patas); (c)-representación del cuerpo mediante una imagen desdoblada; (d) dislocamiento de los detalles, que son aislados del conjunto en forma arbitraria; (e)-representación de un individuo visto de frente, mediante dos perfiles: (f)-simetrla muy elaborada, que pone en juego a veces asimetrías en el detalle; (g)-transformación ilógica de los detalles en nuevos elementos (por ejemplo, una pata se convierte en un pico, un rJ;lotivo de ojo se utiliza para marcar un articulación o a la inversa); (h)-representación más intelectual que intuitiva, predominando el esqueleto y los órganos internos sobre la representación del cuerpo. La estructura simbólica está también detrás del proceso de d igital ización que sufre el continuo analógico del sueño cuando accede a su representación en palabras. Freud hablaba de interpretación simbólica y método para la interpretación onlrica. La propuesta que él mismo desarrolla para superar ambos procedimientos parte del análisis del sueño como análisis comunicacional y linguistica que trabaje sobre la existencia de dos procesos, uno primario, continuo de imágenes, preconsciente, y el otro secundario, definición y digitalización en la intencionalidad del lenguaje, en la con scienciación del sueño, del primero. En otro orden de cosas, sabemos que, por ejemplo, a un sistema de transmisión digital por radioenlaces se llega por la mod u lación, en diferentes niveles discretos (frecuencia, fase o amplitud), de una portadora radio por una señal digital. El hecho de que uno de los factores más significativos en la valoración del mismo, y consecuentemente en la inteligibilidad posterior del mensaje, sea la tasa de errores, o más bien el tiempo de corte, medido por el porcentaje de tiempo que se excede un umbral de tasa de errores, y no la relación señallruido nos da una idea del grado de abstracción, y con ello del grado de simbolización, a que se llega en el camino que va desde la fuente hasta el medio de transmisión. La relación señal/ruido se hace decisoria en un contexto en el que a una realidad deseada se superpone una realidad indeseada de tal manera que puede ésta alterar, e incluso anular, la razón de ser de la primera. Hablamos de un contexto de analoglas. La tasa de errores remite, al contrario que la SIR, a una construcción digital. Medida discreta de un real discreto. Desde luego, el estudio de lo analógico, lo digital y la barra de separación entre ambos no puede realizarse ni en el intento por al"canzar la totalidad de interpretaciones ni en, la reducción a una definición colonizadora. Ni una ni otra existen. Al contrario, debe plantearse dentro de la multiplicidad como parcialidad de parcial idades. No se tratarla de perdernos en el espacio infinito sino de explorar segmentos o territorios concretos al mismo tiempo que la maJla encubridora de todos ellos. Mirar y ver.
30 oct 2015
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Especial Lo analógico y lo digital: cibernética y límite de lo digital
a Cibernética, en su acepción original de los años cuarenta que, curiosamente, aún se conserva en los países del Este, es la disciplina que trata de la información y el control en los sistemas vivos y en las máquinas. Esta definición es tan amplia que prácticamente abarca todas las ciencias y técn icas actuales, o al menos aspectos importantes de ellas. Pero los sistemas cibernéticos son un excelente ejemplo para discutir lo analógico y lo digital, puesto que ambos aspectos conviven en su seno. Para poder centrar el alcance de este artículo, vamos a partir de un diagrama de bloques general y una definición de sistema cibernético (véase Cuadro 1). El sistema cibernético, SC, está constituido de un subsistema de transferencia, de un evaluador del rendimiento y de un subsistema de transformación dotado en la figura de una flecha para simbol izar su acción transformadora, basada en la realimentación introducida por el índice de rendimiento J (la realimentación es el elemento clave de los sistemas cibernéticos). De la definición se deduce que existen unas ecuaciones matemáticas (1) que relacionan las diferentes variables del sistema. Así, por ejemplo, para el subsistema de transformación se podría tener: Estas ecuaciones nos d icen todo sobre lo analógico y lo digital del sistema: Continuidad versus discontinuidad en el tiempo de las variables 1. y, u. Número infinito versus número finito de valores de las variables del sistema. Es decir, lo analógico y lo digital en el "tiempo y lo digital y lo analógico en el campo de existencia de las variables. En el cuadro II se representan gráficamente los cuatro posibles tipos de variables de un sistema. El término discreto se ha venido utilizando regularmente para designar un sistema cuyas variables toman un número finito de valores (aunque de forma continua en el tiempo, caso 2). Mientras que por sistema muestreado se entiende el que posee variables del tipo 3 ó 4. En cuanto al término analógico se refiere al caso 1; m ientras que d igital a los casos 2 y 4. El tipo 3 constituye un caso aparte que podría definirse como variable continua muestreada. Por supuesto, en un sistema cibernético específico pueden coexistir los cuatro tipos de variables y sistemas. Los primeros sistemas cibernéticos (tomando esta palabra en su sentido más ampl io) no ana lógicos aparecieron mucho antes que se desarrollara su teoría en los años 40 (2). Así, en 1793, el francés Abraham-Louis Breguet inventaba el reloj de "péndulo simpático" en donde el control de las revoluciones del reloj se realizaba por medio de la aplicación cada 12 horas de una señal impulsional. En 1897 Gouy diseña un regulador de horno en el que el procesamiento de la información es de tipo digital. La teoría de los sistemas muestreados, tal como hoy se utiliza, se desarrolló simultáneamente durante los años 1941-46 en Gran Bretaña y Estados Unidos a partir de problemas de radar, yen la U RSS, de sistemas de control. Desde entonces y hasta finales de los años cincuenta, el estudio de los siste Esquema general de bloques de un sistema cibernético. El vector u representa la acción del medio y el vector y la respuesta del sistema. El vector -: simboliza las vanQl,~"~ internas. Esta representación tan abstracta sólo nos sirve para comentar lo analógico y lo d igital en este sistema. Los cuatro posibles tipos de variables de un sistema. El segmento grueso de los ejes de ordenadas de los casos 1 y 3 simboliza el que pueden tomar cualquier valor dentro de él. mas analógicos y muestreados, al menos en lo que a la ingeniería cibernética se refiere, se llevó a cabo de forma paralela y siempre en el denominado dominio de las transformadas; la de Laplace para los continuos y la transformada en z para los muestreados. Los motivos de que unos sistemas fuesen analógicos y otros muestreados (y no siempre discretos) se debían, hasta entonces, a su propia naturaleza. Por otra parte, los problemas matemáticos de unos y otros se hallaban más o menos resueltos. A finales de la década de los cincuenta, y también de forma simultánea en los pa(ses anglosajones y en la Unión Soviética (un ejemplo más de Zeitgeist, de esp(ritu de los tiempos, por encima de credos de cualquier tipo), se comienzan a estudiar, diseñar e implementar sistemas de control y de procesam iento de la información rodeados de una cierta aurea m"ítica, las máquinas de aprendizaje o "inteligentes". El perceptrón de Rosenblatt, del Laboratorio de Aeronáutica de la Cornell Un iversity (actual mente expuesto en la Sm ithson I an I nstitution de Wash ington como un auténtico hito en la ingeniería); las máquinas de gradiente (3) del sabio soviético Aizermann y sus colegas del Instituto de Automática y Telemecánica de Moscú; el filtro adaptativo de Widrow-Hoff; los autómatas de aprendizaje del académico Tsetlin y sus discípulos, que tanto interés han despertado etc. etc. son algunos de los ejemplos más destacados de aquellos sistemas cibernéticos. E stas investigaciones dieron un nuevo impulso a la Cibernética y a los sistemas de control y de información, que comenzaron a implementar tareas realmente complejas con una cierta inteligencia o, si se prefiere, autoorganización y adaptación. La herramienta que hizo posible este salto cualitativo, de sencillos sistemas compensadores a sofisticados sistemas autoorganizados, no es otra que el ordenador, la máquina digital por excelencia. El uso de esta herramienta ha roto el equilibrio, si es que alguna vez existió, entre lo analógico y lo digital en los sistemas cibernéticos. Hablando metafóricamente lo analógico se ha reducido la mayoría de las veces a actuar de mero sensor, mientras que lo digital conforma el cerebro y el corazón del sistema. Por ejemplo, obsérvese el cuadro 1II que corresponde a una parte del sistema de control de la estabilidad de un hidroavión. El ordenador recibe una información digital de origen analógico, los ángulos de cabeceo y balanceo, así como la derivada del cabeceo, real izando a continuación una serie de cálculos" intel igentes", producto de lo cual son las señales que actúan sobre los elementos estabilizadores, analógicos, del hidroavión. La utilización de procesadores digitales en los sistemas cibernéticos artificiales (4) les ha dotado de una flexibilidad y potencia inimaginables. Pero, ¿existe un I (m ite a las "performances" de lo digital? La pregunta que nos hac(amos en el último párrafo, es decir, sobre lo que puede resolver y lo que no puede resolver lo digital, la vamos a desarrollar utilizando un ejemplo ad hoc, el diseño de un brazo artificial, que nos dará ocasión a iluminar mejor las limitaciones de lo digital. El microprocesador.d.el brazo artificial del cuadro IV actúa como controlador central, con tareas relativamente senci Ilas, tales como actuar sobre un motor a partir de señales provenientes de electrodos en la extremidad amputada. En principio sería posible diseñar un brazo artificial más inteligente si se fuese capaz de automatizar ciertos aspectos del comportamiento humano. Así, aunque todav(a esté en vías de desarrollo, un grupo de investigadores de la Universidad de Purdue, en USA, han propuesto un sistema de control mediante la voz de un brazo artificial "remoto" (es decir, no implantado en el paciente), cuya estructura se recoge en el cuadro V. El nivel superior (el "organizador") tiene la tarea de interactuar con el paciente, es decir, entender lo que éste le pide, y asignar acciones a los niveles inferiores para llevar a cabo la orden del paciente. Dejando de lado los difíciles problemas de análisis de la voz, más o menos resueltos o en vías de serio, en este sistema cibernético aparece un problema todav(a sin solución, la automatización de la comprensión de los lenguajes naturales. No obstante, es posible manipular automáticamente (5) un número restringido de vocablos y de reglas gramaticales. Si el paciente quiere que el brazo coja una botella de agua y lleve un vaso de agua, ambos situados en una misma mesa, no puede emplear cualquier frase, como por ejemplo: "Me gustar(a, querido brazo artificial, que fueses tan amable de coger esa botella y echases parte de su conten ido en el vaso situado a su derecha, sin que desparrames agua fuera de él". La dificultad para que un programa almacenado en el ordenador encargado de implementar el sistema de control pudiese interpretar esta orden tan educa da estriba no en la naturaleza continua de algunas variables (como por ejemplo la altura del agua sobre el fondo del vaso), problema que puede solucionarse fácilmente, sino en la existencia de conceptos y relaciones d ifíci les de implementar mediante instrucciones.de ordenador. Esta disquisición viene a cuento de la siguiente pregunta, ¿es posible realizar con la máquina digital más potente cualquier cosa? Que es la pregunta sobre las limitaciones de lo digital. Posiblemente sea ésta una de las preguntas filosóficas más importantes que se puedan plantear. Es la vieja d iscu COMANDOS CONTROL PILOTO Cuadro m.- Fotografía y diagrama de bloques de un parte del sistema de control de un hidroavión. Descripción del "brazo de Boston". Las señales EMG(A) son procesadas por un microprocesador (B) que compara el esfuerzo muscular y la carga en el dispositivo terminal a fin de controlar el motor (C) que actúa sobre el antebrazo. El movimiento del antebrazo se realiza cambiando la longitud del dispositivo (D). La batería (E) alimenta el motor. sión en torno al razonamiento automático, las máquinas pensantes, la inteligencia artificial... Si la respuesta fuese afirmativa, podría dejar de existir lo analógico. O si persistiese, lo haría por motivos de efectividad. Pero volviendo al terreno de la realidad de hoy... todavía lo digital tiene mucho que avanzar en los sistemas cibernéticos. Existe otra limitación a lo digital, esta vez física y no debida a la ignorancia de los seres humanos. Nos estamos refiriendo a la velocidad de procesam iento de la información digital (6). Por último pudiera pensarse que lo digital se ha desarrollado con mucha mayor rapidez y profundidad que lo analógico exclusivamente por el factor complejidad. Pero no es éste el único factor. Otras ventajas de lo digital sobre lo analóg ico serían: - Mayor exactitud. Aunque parezca una paradoja, la cuantificación de variables continuas produce menos errores que la manipulación directa de las magnitudes continuas. - Menos influencia del ruido y de las perturbaciones. . - Menor coste. - Sistemas más compactos y ligeros. - Mayor sensibilidad. - Mayor flexibilidad y capacidad de sustitución. De forma que en los sistemas cibernéticos lo digital ha ido desplazando a lo analógico principalmente por su mayor capacidad de implementar lo complejo y, en segundo término, por los anteriores factores. . (1) Si no se llega a relaciones matemáticas es imposible discutir nada acerca de lo analógico y lo digital. (2) Prácticamente todos los sistemas cibernéticos primitivos eran analógicos. (3) Un problema importante que aparece en los sistemas cibernéticos es la obtención del máximo o del mini mo de una cierta funcional. Bajo determinadas hipótesis un método muy utilizado es el del gradiente, consistente en "subir" o "bajar" por la superficie definida por la funcional proporcionalmente a su gradiente. (4) Este articulo sólo trata de sistemas artificiales o a lo sumo en los que la acción del hombre es puramente mecánica. Tema aparte es la influencia de las máquinas digitales en sistemas donde el hombre tiene un comportamiento "inteligente" . (5) Manipulación automática quiere decir ordenador; esto es, máquina digital de programa almacenado. (6) Hemos dado por supuesto que al hablar de sistemas digitales a lo largo del articulo nos estábamos refiriendo a sistemas electrónicos. Se especula con la sustitución de la electrónica por la óptica, sustitución que hoy se limita a aspectos parciales de transmisión Y procesado de la información. Es posible que algún día se construyan ordenadores ópticos; es decir, procesadores digitales con una velocidad muy superior a la de los actuales. Sobre los sistemas cibernéticos y de control existe una bibliografía inmensa. Nos contentamos con citar algunas pocas referencias de especial interés o accesibilidad. M.A. ARBIB 1.1972). The Metaphorical Brain. John Wiley & Sons, New York. Una excelente introducción, de nivel medio-avanzado, a la Cibernética, en particular a los aspectos comunes entre la teoría de autómatas, la inteligencia artificial y la denominada teoría del ceo rebro. W.R. ASHBY (1956). An Introduction to Cybernetics. Chapman and Hall, London (Existe traducción al Castellano: Introducción a la Cibernética, Ed. Nueva Visión, Buenos Ai .- Esquema de bloques del sistema jerárquico de control del brazo artificial de la Purdue University. res, 1977). Un clásico de la Cibernética que aún hoy se lee con cierto provecho. J.J. D" AZZO, C.R. HOUPIS (1970). Sistemas Realimentados de Control- Ed. Paraninfo, Madrid. Abarca exhaustivamente los métodos temporales y de transformadas, incluyendo el estudio de sistemas muestreados mediante la transformada z. De los mismos autores, una versión moderna no traducida del año 1981 y que recoge el enfoque de variables de estado es Linear Control Systems Design: Conventional and Modern. McGraw-Hill, New York. G.F. FRANKlIN, J.D. POWELL (1980). Digital Control oi Dynamic SystemsAddison Wesley. Reading, Ma. Orientado a la teoría de control moderno, es recomendable por su carácter didáctico, así como por el excelente tratamiento del importante tema de la estimación. R.J. JARVIS (1975). "Optimization Strategies in Adaptive Control: A. Selective Survey". IEEE Trans SMC, Jan, pp. 83-94. Brillante exposición de algunas de las técnicas actuales en ingeniería de control adaptativo. W.J. KICKERT et al. (1978). "Some Comments on Cybernetics and Control". Un artículo en el que se comenta la escasa atención que han recibido entre los ingenieros de control algunas de las ideas de la teoría de la información. K.S. NARENDRA, MAL. THATHACHAR (1974). "Learning Automata - A Survey". Recopilación de resultados hasta el año de su publicación, con una bibliografía exhaustiva, de una de las ramas de control adaptativo que más interés ha despertado. A. NETUSHIL (1978) Theory oi Automatic Control. Mir Publishers, Moscú. Bien equilibrado, entre el rigor matemático propio de las publicaciones soviéticas y el pragmatismo anglosajón. N.J. NILSSON (1965). Learning Machines. McGraw-Hill. New York. El perceptron está abandonado como máquina reconocedora de caracteres, pero ha inspirado aplicaciones prácticas de gran eficacia, especialmente en el área de! filtrado adaptativo. K. OGATA (1970). Modern Control Engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J. (Traducido por Prentice-Hall: Ingeniería Moderna de Control, Madrid 1980, 7a impresión). Una de las mejores introducciones a lo que se ha venido a denominar ingeniería "moderna" de control, en contraposición a la clásica (basada en los métodos de las transformadas). G.N. SARIDIS (1979). "Toward the Realization of Intelligent Control". Proceedings oi the IEEE, August, pp. 1115-1133. Aunque parcialmente especulativo, es un buen análisis de las ideas subyacentes al denominado control inteligente, a caballo entre el control automático y la inteligencia artificial. S.M. SHINNERS (1978). Modern Control System Theory and Application. Addison Wesley Reading, Ma. Obra de donde se han reproducido las figuras de los cuadros 111 y IV. M.G. SINGH, A. TITLI (1978). Systems: Decomposition, Dptimisation and Control. Pergamon Press, Oxford. Dos de los autores más destacados en sistemas jerárquicos de control recogen en un libro avanzado de texto algunos de los principales resultados en su campo. N. WIENER (1948). Cybernetics, or Control and Communication in the Animal and the Machine. Hermann, Paris. La celebérrima obra de Wiener en la que se introduce por vez primera el término Cibernética en su acepción actual. L. ZADEH (1965). "Fuzzy Sets". Iniorm. Control, June, pp. 318-353. Pocas ideas han captado tanta atención en las ciencias de la computación (en su sentido más amplio) como lasde Zadeh sobre sistemas borrosos. Este es el artículo pionero de Zadeh.
30 oct 2015
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Especial Lo analógico y lo digital: bioingeniería y salud
"La medicina institucionalizada ha llegado a convertirse en uná grave amenaza para la salud". (lvan lIIich: Némesis Médica). I 27 de octubre de 1553 los calvinistas quemaban a un aragonés Ginebra. Los delitos imputados a Miguel Servet consisti"an en asegurar que la sangre cir(;ula y se renueva constantemente y en trat8c de apl icar las matemáticas al estudio de la fisiología. Ochenta años después, el florentino Galileo Galilei escapaba de ur, tratamiento parecido gracias a una retractación a tiempo. Hoy somos, desde luego, más afortunados. Los nuevos inquisidores recurren a métodos menos violentos, si bien más eficaces. La herej ía no se combate con la hoguera, sino con el desprecio y el olvido. Ni la sentencian los calvinistas ni el Santo Oficio, sino los hábitos sociales que sólo reconocen validez al saber que emana de ciertas clases consagradas. Hoy, por ejemplo, es herético decir que la medicina occidental moderna tiende a degradar la salud. y afirmar que los monstruosos e inoperantes sistemas san itarios ("the nonsystem healtr system" dice J.H.U. Brown, refiriéndose la americano) deben rediseñarse utilizando técnicas de Ingenierla de Sistemas. y creer, en fin, que si la salud pública es un bien común, todo conocimiento que pueda redundar en su favor debe tenerse en consideración, aunque aún no lo compartan los profesionales de los que por tradición depende. La doctrina implícita en esas condenas está tan profundamente arraigada en nuestra cultura que harán falta bastantes años y esfuerzos para desterrarla. Es difícil convencer a una gran mayoría (que, con ancestral reverencia, otorga el tratamiento de "doctor" a quien frecuentemente carece de tal grado académico) de que la mera y deslumbrante sofisticación de los medios instrumentales y la generosa administración de medicamentos no son los mejores índ ices de una buena asistencia sanitaria. y de que el simple cambio de nombre, y quizás leve reforma, de los ambulatorios y la libre elección de médico no mejorarán sensiblemente la eficacia global del sistema san itario. Vienen las anteriores reflexiones a propósito de una concepción generalista de la bioingeniería. Pues si vamos a hablar de "lo analógico" y "lo digital" en bioingeniería, nos vemos abocados a la elección de campos muy específicos. y entendemos que la bioingeniería (o ingeniería bioméjica, que no es éste el lugar para definiciones ni matices) debe ocuparse de todos los problemas biológicos, médicos y sanitarios que pueden resolverse con el concurso de métodos y téc.nicas desarrollados en la ingeniería (y viceversa: bión ic2.). Sin esta aclaración previa, la concreción de los comentarios que siguen podr(a dar lugar a interpretaciones equivocadas. "El hombre es un animal que utiliza herramientas... Sin ellas no es nada, con el/as lo es todo (Thomas Carlyle: Sartor Resartus). Durante siglos, el médico sólo dispon(a de sus cinco sentidos para obtener información de interés diagnóstico sobre el paciente. En menos de cien años, los instrumentos que prolongan a esos sentidos han proliferado hasta el punto de que haría falta algún sentido más para utilizarlos con provecho. A muy wandes rasgos, en todo sistema de instrumentación médica pueden diferenciarse tres subsistemas, que se ocupan de la captación y acondicionamiento de la información, de su procesamiento y, en su caso, almacenamiento, y de la presentación de la información procesada. La problemática de la captación es tan variada como el número de soportes: señales eléctricas, magnéticas, de temperatura, de presión, de flujo, concentraciones qu(micas, radiaciones, etc., producidas directamente por el organismo o como consecuencia de una estimulación provocada. Es éste el campo de los electrodos y transductores. La variedad, actualmente, se multiplica al nivel de los sistemas de procesam iento. Hasta hace pocos años, éste se limitaba a la amplificación de las señales y su eventual filtrado analógico. La potencia y versatilidad de las técnicas digitales abren la puerta a muchas nuevas posibilidades. Por ejemplo: - Automatizar la exploración rutinaria, dando o sugiriendo un diagnóstico, lo que puede conducir a una medicina preventiva de gran alcance. - Descubrir nuevas informaciones contenidas en las señales. - Comprimir la información para su almacenamiento o transmisión. - Reconstruir imágenes a partir de sus proyecciones (tomografía).Utilizar en tiempo real la información contenida en las señales (prótesis y mon itorización). Finalmente, la presentación suele hacerse sobre registradores gráficos o pantallas catódicas; eventualmente se acompaña de alarma ópticas o acústicas. Resumiendo, los equipos actuales de instrumentación médica suelen utilizar técnicas h(bridas (queremos decir, evidentemente, analógicas y digitales). La transducción, ampl ificación, acondicionamiento, etc., de las señales, exigen técnicas esencialmente analógicas; igual ocurre en el otro extremo de la cadena, en la presentación. Pero en el centro, en lo que a veces se llama la parte "inteligente" del sistema, tiende a generalizarse el uso de técnicas digitales, y, más concretamente, de los microprocesadores. Tenía, cómo no, que aparecer el invento en boga, el nunca bien ponderado microprocesador. Pero es que, efectivamente, en los equipos de instrumentación médica, la flexibilidad de la lógica programada es esencial, tanto en la fase de diseño como en la de explotación. En el diseño, porque las especificaciones, producto de un trabajo interdisciplinario, con frecuencia no responden exactamente a lo que se desea, y ello obliga a modificaciones en los prototipos; en la explotación, porque el mismo uso del equipo sugiere a veces variantes o posibiI idades no previstas in icialmente. Modelos de Sis!smas entre 11) u "Medir" un fenómeno es tanto casi como poseer/o, porque se mide el fenómeno que acaece, que está acaeciendo. Pero "predecir" el fenómeno es prácticamente poseerlo, porque se sabe del fenómeno por venir"~ (Carlos Castilla del Pino: El humanismo imposible). La modelación de sistemas biológicos es, con relación a la instrumentación, una actividad más especulativa y más orientada a la adquisición de conocimiento que a su aplicación inmediata. Hay que señalar, sin embargo, que siempre actuamos en base a modelos, generalmente no explicitados, y, mucho menos, formalizados. Es razonable suponer que la precisión de los modelos matemáticos y su capacidad para aproximar el comportamiento futuro del sistema permita diseñar equipos más eficaces en las áreas de monitorización, prótesis, etc. Pero es un tema delicado. Cuando representamos formalmente la realidad, la estamos aproximando, y, por ende, falseando, y así nunca podremos confiar absolutamente en un modelo. Y el equilibrio entregrado de formalización, sencillez, precisión y utilidad del modelo no es fácil. Como dice René Thom, Descartes, con sus modelos cualitativos y descriptivos, explicaba todo y no calculaba nada, mientras que Newton, con sus leyes un iversales, calculaba todo pero no explicaba nada. Aquí, los conceptos de "analógico" y "digital" adquieren una significación diferentF" de la que tienen en instrumentación, donde claramente hacen referencia a las técnicas utilizadas. lTiene sentido preguntarse si un sistema vivo o una parte de él funciona de manera analógica o digital? Creemos que no, si interpretamos la palabra sistema como "sistema real" ("objeto", dicen algunos, para distinguirlo del "sistema conceptual"). Lo que es analógico o digital (o continuo o discreto) es el modelo que nosotros construimos para tratar de aproximarnos a esa realidad física y predecir su comportamiento. En los modelos biológicos, los enfoques analógico y digital se alternan de manera curiosa conforme se avanza en escala de lo microscópico a lo macroscópico. Al nivel más bajo, se estudian las concentraciones de iones, las propiedades de pel-meabil idad de las membranas celulares, la formación de macromoléculas, etc., estableciendo rel..éJciones matemáticas en forma de ecuaciones diferenciales; se utilizan así modelos continuos. Pero la complejidad del ser vivo impide que a partir de esta base pueda llegarse a una formalización suficiente para explicar fenómenos más globales, como el control genético de la producción de proteíneas o la actividad neuronal. y así nos encontramos, a este nuevo nivel, con otro tipo de modelos, que hacen abstracción de los fenómenos subyacentes, y que son, fundamentalmente, discretos. Nos referimos, por una parte, a los modelos de codificación genética y de control de la producción de proteínas, y, por otra, la de los de neurona y de transmisión de los impulsos nerviosos. En otros niveles vuelven a predominar los modelos continuos. Por ejemplo, en el estudio de los caminos metabólicos, en la teoría de compartimentos, para los grandes sistemas de regulación (endocrino, de temperatura, de respiración, etc.). Finalmente, en niveles superiores, como en psicocibernética, la mayoría de los modelos de comportamiento son, de nuevo, discretos. En conclusión, los modelos de sistemas biológicos, como las palabras para Humpty Dumpty, sirven para lo que nosotros queramos que sirvan. La elección entre analógico y digital (continuo y discreto) depende de la utilización que vaya a hacerse del modelo. PROCESAMIENTO PRESENTACION ELEMENTO DE CONVERSION DE VARIABLE ELEMENTO SENSOR PRIMARIO GRAFlCA Sistema de instrumonteción genBralizado. El transductor conviarta enorgla o información desde el organismo a otra forma (normalmente eléctrica). Esta se"al se procesa y se presenta para su interpretación. Los elementos y conexiones indicados por Ilneas discontinuas son opcionales en algunas aplicaciones. (Ce J.G. Webster, "Medical instrumentation", Houghton Mifflin, 1978).La neurona formal y los "eoromas de Mc Culloch y Pitts Toda sentencia de la lógica formal puede materializarse por una red nauronal, V todo cálculo que pueda realizar una máquina de Turing con cinta finita puede igualmente raalizarlo una red nauronal. Ejemplo: Implementación naural de funciones booleana" Sinopsis exitadoras (e,en estedos O ó 1) Sinopssis inhibidoras (1, en estados O ó 1)
30 oct 2015
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Especial lo analógico y lo digital: hacia una ETSIT digital
isto cada día, vivido paso a paso, la evolución del medio que nos rodea se presenta de un modo tan natural, tan poco adornado por sorpresas que solamente cuando echamos la vista atrás y tratamos de observar de un modo frío e imparcial la diferencia neta entre lo que hoyes actualidad y un cierto instante de referencia, tiempo atrás, nos damos cuenta de los cambios producidos a nuestro alrededor. Es entonces cuando surge la sorpresa, cuando tomamos buena nota de lo que representa una calvicie, un pelo cano, unas arrugas que se han ido formando paso a paso con una pendiente inapreciable pero pertinaz. Algo así me ocurre en estos momentos cuando trato de reunir algunas ideas para escribir algo sobre "Electrónica ana lógica versus digital" y establezco una comparación entre el medio electrónico actual y el de veinte años atrás cuando más o menos comenzaba a estudiar en la vieja y entrañable ETSIT "de Conde de Peñalver. Me llamaba entonces la atención la Electrónica, a la que yo consideraba el máximo exponente de la modernidad, del mundo civilizado y aséptico que presagiaba. El apellido "electrónico" bastaba por sí solo para prestigiar cualquier producto y dotaba, de un aire misterioso e incluso extraterrestre al ambiente que sugería. En aquella época todavía se usaba la denominación de "cerebro electrónico" para describir a los escasos, rudimentarios y monstruosos ordenadores cuyas hazañas nos asombraban al leer en un periód ico que "el cerebro electrónico de la Universidad XXX (U.S.A.), ha dicho que..." No era previsible que en nuestra modestísima ETSIT pudiésemos llegar algún día a tener una maravilla similar y no podíamos imaginar hasta qué punto el porvenir de las telecomunicaciones iba a estar condicionado por semejantes inventos. Sólo recuerdo a un profesor que con visión profética nos hablaba de un futuro lleno de orden;3dores dialogando ¤ntre sí, intercambianido extraños datos y realizando un compl:icado y poco comprensible "Teleproceso". Vaya desde aqu l" mi recuerdo al inefable González del Valle y mi homenaje por su clarividencia. La electrónica que se estudiaba entonces no se planteaba si era de naturaleza analógica o digital. Era simplemente electrónica si bien esa carencia de apell idos estaba motivada porque todavía la electrónica digital no había nacido. Los problemas que preocupaban entonces eran los que reflejaban los viejos textos de la época, clásicos ya de la literatura técnica: Terman, Millman... Con los viejos tubos no era fácil hacer ampl ificadores cuyo ancho de banda superase una decena de kilohercios y los sesudos profesionales tenían que recurrir a técnicas de compensación retorcidas para lograr los pocos megahercios que requerían los incipientes televisores que nos permitían ver las ya horrendas series polidacas iniciadas por Perry Mason. LA LLEGADA DEL TRANSISTOR Sobre transistores se sab ía poco y poco se podía ensañar. Pero no era un simple problema ibérico, ya que basta ojerar los textos de la época, aunque fuesen americanos, para comprobar la inmensa empanada mental que existían sobre el tema. El descubrim iento de que Ic =,6.IB vino después. El primer transistor que vi en mi vida, poseído orgullosamente por un compañero, estaba celosamente guardado entre algodones dentro de un tubo de aspirina. Era de germanio, encapsulado en cristal y su beta no debía pasar de 20. Eso sí, era un perfecto sensor de temperatura. Muy estimable fue la labor del catedrático de electrónica D. Rogelio Segovia quien, pese a todo, intentó, aunque no fuera materia examinable, introducimos en el complejo mundo de los minoritarios. ¿Qué pasaba entonces con la electrónica digital? ¿es que ya no existía? No, ya estaba viva, pero sus aplicaciones estaban confinadas al mundo de los ordenadores que tan lejos nos quedaba. Los ordenadores que se desguazaban a finales de los sesenta todavía estaban construidos con válvulas y relés. Su precio era elevadísimo y aquello pareda un mundo aparte de nuestra carrera. De forma muy tímida se introdujo en el controvertido "plan 64" una asignatura llamada "Ordenadores", situada en 5° curso y en la especialidad "Electrónica". En aquella asignatura es en donde se empezó a estudiar todo lo relacionado con los circuitos lógicos cuya ún ica apl icación sensata pareda seguir siendo la de construir ordenadores. Pero este parad isíaco estado de cosas en el que la incipiente electrónica digltal servía a un único amo vino a complicarse con la irrupción despiadada de los circuitos integrados. Aunque el invento era ya de los primeros sesenta no fue hasta finales, que nos pudimos dar cuenta del verdadero cal ibre de aquella maraña de siglas,DCTL, RTL, TTL,que habíamos visto asomar en "Electronics" y revistas similares. Aquello servía para otras cosas, por ejemplo para hacer voltímetros digitales y otros instrumentos de laboratorio. Además, dedase que eran muy útiles para la cosa de los automatismos industriales que tan olímpicamente hab íamos despreciado cuando en la asignatura "Electrónica Industrial" nos habían introducido en el arte de conectar relés de forma lógica, o, por lo menos, no demasiado absurda. Por todo ello y con las debidas precauciones se decidió empezar a hablar de estos temas en la asignatura de Electrónica III de cuarto curso, pero sin olvidarnos todavía de las viejas doctrinas del Millman-Taub, verdadero padre espiritual de la asignatura. No pod íamos dejar de lado los tiempos de almacenamiento de transistores y diodos y nos hubiera parecido una herejía eliminar de un plumazo el sofisticado biestable acoplado por emisor. Poco a poco el tema fue ganando adeptos y desplazando viejos cap ítu los, abriéndose paso al princip io hero icamente y después de forma arrolladora. Yo diría que en 1975 se alcanzó un nivel aceptable en la enseñanza de la electrónica digital aunque hay que reconocer que sin ninguna relación con los acontecimientos de tan significado año. UNA NUEVA HERRAMIENTA: EL MICRO Pero ioh desgracia! U na vez más estábamos retrasados: el m icroprocesadar hab (a hecho su aparición en 1973 y nos cogió desprevenidos, si bien gracias a la sangre joven que ya fluía por la ETSIT, esta vez fue posible minimizar el "delay" e incorporar relativamente pronto esta nueva técnica a los programas de las asignaturas. Se gestaba por entonces el novísimo plan que nunca entenderé por qué se le llamó 1964-Modific,;ado en vez de plan 1976, y se decid ió dar cabida a los m icroprocesadores en una asignatura específica cuyo turno no llegó hasta 1979. Pero no van a quedar aquí las cosas., Ya sumergidos de lleno en la dinámica del cambio, se ha llegado al convencimiento de que es necesaria una verdadera revol ución en las enseñanzas de la electrónica. ¿Por qué tenemos que seguir el tradicional orden analógico-digital cuando la real idad nos muestra que ahora la electrónica es digital-analógica? ¿Qué pasaría si se invirtiese el orden y las tiernas mentes de nuestros alumnos se familiarizasen desde un principio con la electrónica digital? Pensamos que el resultado será beneficioso puesto que conceptual mente la electrónica digital es más fácil, mucho más fácil, más atractiva y, desde luego, con un campo de aplicación mucho mayor. Por supuesto que cuando estoy mencionando a la electrónica digital me estoy refiriendo a los microprocesadores y su mundo, ya que no se podría concebir de otra manera. Los microprocesadores y su programación, lo que implica también un giro de la orientación hardware hacia el software. Aunque sólo sea por la desaparición del riesgo de quemaduras con el soldador ya es de agradecer este cambio. Los planes maquiavélicos que se cuecen en las calderas de la ETSIT, avalados por la opinión de profesionales expertos, comprenden la potenciación de las enseñanzas del software comenzando desde los primeros cursos de la carrera. La electrónica digital y los microprocesadores se estudiarían en tercer curso y desplazarían moderadamente a la electrónica analógica, restituyendo as( en orden de importancia el papel que les corresponde a ambas en el mundo económico e industrial. Paralelamente se haría un importante esfuerzo para dotar a la Escuela de medios informáticos adecuados, accesibles por los alumnos desde segundo curso. El hecho de que la inmensa mayoría de las ofertas de empleo a nuestros titulados estén relacionadas con trabajos de electrónica digital y programación nos impone el deber de este cambio. Es el cambio que pide nuestra sociedad. Pero ¿qué es lo que debemos sacrificar para que este cambio sea viable? Es evidente que el plan de estudios no es un globo hinchable y que para hacer espacio para las nuevas necesidades es necesario sacrificar a algunas respetables materias cuya relevancia hay que admitir que ha quedado desfasada frente a la dinámica del mundo que vivimos. Por un lado es preciso reconocer que para el técnico electrónico se han puesto fáciles las cosas puesto que los dispositivos electrónicos actuales han dejado de ser un m isterio y se puede trabajar con ellos con óptimos resultados sin un profundo conocimiento de los principios físicos que les dan vida. Creo que ya ha pasado la época en que los principi.os del estado sólido eran supuestamente necesarios para hacer funcionar un ch irimbolo electrónico. Por otro lado, y también gracias a los ordenadores, el diseño de circuitos eléctricos ha perdido aquellas cualidades artesanales que le caracterizaban y ya no es necesario martirizar a nuestros queridos alumnos con el diseño de complicados filtros. Aquí está a mi juicio el espacio que hay que abrir para las nuevas técnicas, garantizando, eso sí, la pureza de los conceptos y la claridad de las ideas imprescindibles para el seguimiento de nuestra compleja carrera. Afortunadamente el plan de estudios admite las asignaturas optativas necesarias para dar salida a los valiosos conocimientos de nuestro profesorado y a las m inoritarias ansias de sabiduría de un sector de nuestros alumnos. El cambio se va a producir con un cierto retraso, cuando ya la industria nos achaca determinados defectos en la formación de nuestros titulados. Yo quisiera puntualizar que este retraso es inevitable puesto que no se puede reflejar instantáneamente en los programas de las asignaturas cuaiquier cambio que se detecte en el mundo científico o industrial. Es preciso asegurarse de la relevancia de ese cambio; después se requiere asimilarlo plenamente y, por último es imprescindible evitar brusquedades en la evolución de los programas. Lo que sí podemos hacer es disminuir el "delay" a base de que el profesorado esté al corriente de la innovación que tiene lugar en su campo de enseñanza a base de participar en la misma med iante la investigación. Claro está que esta participación activa en el cambio tiene el riesgo de entrar en caminos sin salida y, por tanto, estériles desde el punto de vista económico. No estoy seguro de que podamos permitirnos estos riesgos y considero más adecuado para nuestras I im itadas posibilidades el seguir caminos ya trillados, pero sólo recién trillados, lo suficiente como para asegurar que el esfuerzo aplicado tenga una cierta probabilidad de éxito. Creo que por el momento es la forma más real ista de superar el bache que nos separa de los países innovadores y punteros. En este sentido la electrónica digital ofrece una evidente ventaja. Está claro que por el momento tendremos que seguir comprando los componentes a quien los crea y fabrica. Pero en la aplicación de estos componentes hay espacio para utilizar la imaginación sin necesidad de la infraestructura de que carecemos; es una gran oportunidad que se nos brinda y que yo diría que se ha escapado de la dinámica que la ha originado. Aprovechémosla sin vacilaciones diseñando apliaciones imaginativas de los componentes que otros fabrican. Desde las ETSIT"s reforzemos las enseñanzas que permitan seguir esta línea.
30 oct 2015
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Especial Lo analógico y lo digital: preparar a los jóvenes
Jesús Sánchez Izquierdo acelerado desarrollo que las tecnologías derivadas de la microelectrónica están adquiriendo en todas las áreas del quehacer del hombre contemporáneo hace prever una evolución también rápida en la necesidad de ingenieros, investigadores y técnicos de alta calificación para los próximos años, Por otra parte, y casi simultaneamente, la irrupción en la vida profesional, doméstica y en la pequeña y mediana empresa de los microordenadores pone igualmente de relieve la necesidad de una formación a nivel de usuario o consumidor. Dicho de otra manera: las necesidades de especialistas en microelectrónica conciernen a la fabricación -desde la difusión al control de calidad de los chips-, a la concepción y diseño de circuitos, y a la programación. Estas necesidades serán crecientes en la med ida que España vaya entrando en el campo de la fabricación de componentes y productos finales. Además, otro panorama de oferta de empleo se adivina en el vasto campo de los pequeñosy medianos utilizadores de la tecnología de la información: son la pequeña y mediana industria, los laboratorios, los educadores, los médicos, los centros de investigación, etc., quienes introducen la m icroelectrónica en sus productos mientras otros lo hacen en sus procesos de trabajo y producción, o bien utilizan en sus trabajos profesionales y científicos o en actividades domésticas, El nivel de enseñanza que habrá que. impartir es elevado y amplio, pues hay que promover la creación de una tecnología alta, a la vez que atender a unas necesidades de consumo que cada vez tienden a ser más masivas. Para poder apreciar la importancia de este tipo de enseñanza, basta mencionar que las necesidades estimadas en Francia para 1985 son de 230.000 especialistas. Para el segundo nivel, desde el . punto de vista del consumo, la previsión es imposible, pero naturalmente rebasa con mucho cualquier cifra que pudiera extrapolarse. Es evidente que la capacidad profesi anal para dominar los equipos microelectrónicos supondrá adquirir un cierto número de conceptos nuevos, actualmente no considerados en las enseñanzas primaria y secundaria. Esta enseñanza hay que realizarla pronto, para lograr una flexibilidad y una normalidad en el uso de nuevos instrumentos. Hoy, en diversos países ya están lográndolo, pues son varios los centros de educación de que disponen de equipos microelectrónicos. Un análisis de evaluación realizado por la sección informática de la IN RP francesa ha indicado tres de las razones principales del interés de los alumnos ante la enseñanza de microelectrónica y la informática: "el aspecto lúdico, o de juego, unido a la máquina, la impresión de trabajar mejor, cara al futuro, y el sentimiento de libertad". Dicho de otra forma, se trata de preparar desde ahora a las nuevas generaciones, tanto a las que se encuentran en un nivel escolar como a las ya escolarizadas para que aprendan a dominar los cambios en curso provocados por la microelectrónica, y no ser sus ciegos servidores, o meros usuarios. La enseñanza asistida por ordenador tiene aquí un inmenso campo. Por otro lado, es urgente poner en marcha una verdadera alfabetización de todos en informática y otros campos invad idos por la microelectrónica desde la escuela y que llegue a abarcar hasta el ampl ísimo campo del consumidor. ~ero insistimos, no debe crearse en quienes vayan a ser enseñados la única sensación o postura de "usuarios", sino transmitirle también, estimulando su vocación, la posibilidad de ser creadores de tecnología industrial, mediante un creativo uso de la microelectrónica y los rnicroprocesadores. Para dar idea de la importancia que en otros países tiene esa problemática, digamos finalmente que Inglaterra inició en 1980 un plan de tres años con un presupuesto de 5 millones de libras esterlinas, o sea, aproximadamente tres mil millones de pesetas, y que Francia ha establecido un plan para dotar de 10.000 microordenadores a sus escuelas, no solamente para potenciar la enseñanza, sino también la industria de la microinformática. Hoy en día, la demora ya no es posible. lianza 68" es una fundación benéfica que tiene como misión llevar la enseñanza a zonas periféricas de Madrid con niveles de recursos bajos, disponiendo de dos centros, que albergan 840 alumnos, atendidos por 30 profesores. El objetivo de la experiencia era llevar a los primeros niveles de enseñanza la mentalización y conocimiento adecuados para las nuevas situaciones profesionales y sociales con que van a enfrentarse nuestros jóvenes ante la tecnología de la información, que modifica profundamente los planteamientos industriales, de servicios e incluso sociales con asombrosa rapidez. Ninguno de los profesores de .. Alianza 68" poseía experiencia informática alguna. La experiencia a realizar se dividió en dos fases: una primera de instrucción al profesorado, introduciéndole al amplio abanico de conocimientos que comprende el ordenador, un lenguaje de programación y el enfoque de las aplicaciones al campo de la enseñanza. La segunda fase, que va a real izarse en el curso venidero, representará la extensión de esas mismas enseñanzas al alumnado -objetivo promordial. Para "impartir las enseñanzas, se dispuso de un microordenador de estructura mínima (teclado, con CPU de 16 K de" memoria y pantalla de TV y un cassette convencional separados). También se dispuso de algunos pequeños programas para la enseñanza de temas elementales. Los resultados fueron satisfactorios y espectaculares, sobre todo por el interés mostrado por los profesores hacia esa que podemos llamar nueva disciplina educativa. Para el próximo curso se ha_propuesto profundizar en la formación del profesorado, tanto en técnicas de programación como de lenguaje; elaborar paquetes didácticos entre los propuestos por los profesores e introducir a algunos de ellos en la estructura lógica del ordenador, iniciándose seguidamente la extensión de las enseñanzas recibidas a los alumnos, a los cuales se les senseñará: aspectos generales de la Informática, con proyección de películas, transparencias, etc.; presentación de los diversos usos actuales del ordenador; uso del microordenadar en clase, como soporte para cálculos y solución de problemas simples, y también para presenta<;ión de materias o simulación de fenómenos físicos. alumnos de los conceptos básicos asociados a estrur1:ura del ordenador y de los sistemas digitales. Con ~lIo se iniciará una línea de interés hacia la formación profesional en informática en "Alianza 68", experiencia piloto para el desarrollo posterior de una amplia política de enseñanza de la tecnología de la información en las escuelas e institutos. Finalmente, introducción a los omo primera experiencia a nivel nacional para la enseñanza de la electrónica e informática, se organizó en Santa Cruz de Tenerife, un tipo de convivencia juvenil que consiste en la celebración del "1 Campamento de Verano de Electrónica e Informática" y cara a la implantación el próximo año de otros varios campamentos en diferentes regiones. El objetivo básico de este campamento, que ha durado tres semanas, ha sido mentalizar a las generaciones más jóvenes, con objeto de promover una mayor disposición de nuestra juventud al estudio de esta nueva profesión en técnicas electrónicas e informáticas, sin las cuales es impensable un adecuado desarrollo industrial de España. Los 59 alumnos de E.G.B., de edades comprendidas entre 13 y 17 años, que asistieron al campamento proced ían de todas las regiones españolas. En la clausura se destacaron tres ideas sustanciales en relación al Campamento: el haber consituido el curso un banco de pruebas para una acción que el próximo año se repetirá en toda España; la posibilidad de que los participantes se conviertan en eco de lo que durante estos días han aprendido, para que los jóvenes que no han podido acudir por limitaciones de plazas puedan ser partícipes de las enseñanzas recibidas, y finalmente ratificar la idea de que España necesita una juventud mejor formada si queremos ocupar un puesto de importancia entre las naciones avanzadas.
30 oct 2015
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Especial Lo analógico y lo digital: A/D en comunicaciones ópticas
uando a los pocos segundos del" inicio del Universo, y después de unas milésimas de segundo de cuasicaos, surgieron los primeros fotones, la Naturaleza había dicho su primera y última palabra sobre su preferencia de los digital sobre lo analógico. Sólo que después de algunos "o;llones de años, quizás unos doscientos mil millones según los últimos cálculos, cuando COq la entrada en escena del primer homínido pensante lo analógico adquirió Pl"imacía sobre lo digital. Las formas de su correspondiente hom ínida eran absoluté mente continuas y no había nada en ella que sugiriera discontinuidades abruptas o flancos de subida. La noticia de que estaba frente a él, la recibía continuamente y no de forma discreta. Lo analógico hab ía iniciado su aparición en el mundo de las relaciones humanas, y de hecho, la primera y más elemental forma de comunicación óptica, también. Los siglos fueron pasando. y con ellos llegó la primera noticia que registra la historia de una comunicación óptica que, inevitablemente, tenía que ser digital. Troya había caído y el honor rle Menelao estaba a salvo. Había que comunicar la buena nueva, desde el Asia Menor hasta Argos, por el medio más rápido posible. Y el medio fué mediante señales de hogueras situadas en la:> cumbres de montañas próximas. Esquilo, su cronista, puede considerarse el primer vulgarizador de descubrimientos científicos en este campo. Quizás la referencia de Esquilo debiera ser mencionada como el primer "tutorial paper" de las Comunicaciones Opticas. Aunque su éxito de público y crítica no debió de ser muy grande porque pasaron muchos años, siglos, hasta la siguiente referencia. Al menos, los amanuenses medievales no registraron sim ilares entradas. COMPOSICION DEL MERCADO MUNDIAL DE FIBRAS OPT/CAS Corrían los últimos años del siglo dieciocho. Y por aquello de que el siglo de las luces no pod ía por menos de contribuir con algo a las Comunicaciones ópticas, apareció el Telégrafo óptico de Claude Chappe. Mediante los brazos móviles de una serie de postes situado dentro de su región de alcance óptico, podía transmitirse en unos seis minutos, un meosaje desde París hasta Estrasburgo. ¿Analógica o digitalmbnte? Los brazos adoptaban posiciones determinadas, discretas. Pero eran varias, no sólo dos. No eran ceros y unos, sino muchos más símbolos. El rococó previo parece no permitir demasiadas simplificaciones. Con el inicio del XIX, la óptica inició la retirada. Ya mediados, con la invención del telégrafo eléctrico, perdió definitivamente la batalla. Unicamente los pobres indios, en el lejano Oeste, segu ían siendo fieles a las Comunicaciones Opticas. Las señales de humo que anunciaban el avance del Quinto de Caballería eran las últimas bocanadas de una comunicación óptica ligeramente digital. Y a su vez, las señales con reflejos de sol sobre un espejo roto con que un mascador de tabaco pregonaba el inicio de la fiebre del oro en California, eran el contrapunto entre los rostros pál idos de un análogo sistema de comunicaciones que, invariablemente, volvía a ser digital. Pero, claro es, eran enlaces entre tercermundistas por un lado yellumpen de la sociedad americana por otro. Su influencia no podía ser muy fuerte. Y de hecho no lo fue. Sólo Graham Bell, en 1880, tuvo un intento de realizar de forma práctica una verdadera comunicación óptica por métodos análogos a los antes utilizados para su teléfono. Lo patentó, pero su impacto quedó amortiguado nada más nacer.¿Cuál fue su fallo? Quizás fue el que, en esta ocasión, la técnica era total y absolutamente ana lógica. Su principio se basaba, esencialmente, en la modulación de un haz de rayos de sol mediante un diafragma especular, y que se movía gracias a la voz del "locutor". El haz se recibía en un reflector parbólico en cuyo foco situaba un fotoresistor de selenio en serie con una pila y un teléfono. La calidad de la transm isión no queda registrada en parte alguna, pero es de suponer que no fuera demasiado buena si hacemos caso a la influencia que tuvo sobre los sistemas de comunicación de los años siguientes. De hecho, el invento de Bell puede decirse que pasó sin pena ni gloria por los anales de la técnica. Quizás fuera una especie de represalia de la madre Naturaleza por intentar usar de forma analógica lo que por esencia era digital. Fueron necesarios casi ochenta años para que, con la propuesta del láser por Schawlow y T ownes y con el desarrollo del primero de rubi por Maiman, el camino óptico volviera a tener importancia. No era lo mismo depender del Sol para obtener haces de luz, que poder d isponer de rayos ópticos a voluntad. Además, aparecían otras muchas propiedades en el láser, cuyo detalle se saldría de nuestro objetivo actual y que hacían del mismo algo radicalmente diferente de todo lo anterior. Pero eso son otras historias. El caso es que el láser hab ía nacido y había que usarle. y,en sus primero meses de vida, cuando aún no había acabado de echar sus primeros fotones, todos ros que le contemplaban boquiabiertos se decían entre si": "iCuando sea mayor servirá para comunicar ópticamente! " De hecho en un gran número de artículos publicados entre 1960 y 1963, y en particular en un número extraordinario, aparecido en enero del 63, de los Proceeding del IEEE, ya se anunciaban futuros sistemas de comunicaciones ópticas. Ese número que se acaba de citar es histórico por muchas cosas. Creo que más de uno definió su vocación a raiz de una lectura a salto de mata y de diccionario del mismo. Pero continuemos. ¿Qué sistemas se proponían? Pues así los que luego se han desarrollado. Naturalmente los años han ido sofisticando su filosofía. Es el triste pago a la época decadentista en que nos encontramos. Pero la base ya estaba casi asentada. Y estaba casi asentada porque se aprovechó, y se está aprovechando, a tope todo lo que era digital, las comunicaciones ópticas, tras algunos vaciles, se decidieron también por lo digital. En el Apéndice de este artículo, o seudoartlculo, se analizara de una forma más concreta porq ue está justificada la técnica digital y no la analógica, cuando de comunicaciones ópticas se trata. La eterna relación señal/ruido, angustiosa compañera de viaje de cualquier sistema de transmisión, va a imponer sus reglas de juego. y esas reglas de juego van a decir que sólo se admitirán jugadores cuyos conocimientos de números no pasen del O y del 1. Las tahures de apuestas altas, de varios estados posibles, quedan excluidos. Hay un hecho que quizás había que mencionar. Es un poco el de la eterna lucha de los opuestos o el célebre, "¿Cómo de no-cabello podría engendrarse cabello y engendrarse carne de no-carne? " de Anaxágoras. Se inició este articulo comentando la voluntad expresa de la Naturaleza de que lo discreto fuera el todo. Pero la tendencia que aparece también en el desarrollo de las comunicaciones ópticas es que de lo digital, de los pulsos discretos, se evolucione a estados de variación continua. Un pulso infinitamente abrupto, idealmente perfecto, después de hacerse pasar por un kilómetro de fibra óptica real, se transforma en algo que sólo recuerda lejanamente a sus orígenes. Ha pasado de ser un pulso a tener una configuración acampanada. Los fenómenos de dispersión, tan esenciales en el estudio de sistemas de comunicaciones ópticas, han aparecido en escena. Es como si de una señal digital se hubiera pasado a otra analógica, como si hubiera surgido el equivalente al "horror al vacío", esto es, el "horror al digital". Pero el hombre trata de solventar este "horror" e introduce los sistemas regeneradares de pulsos, los dispositivos capaces de reconformar los pulsos distorsionadas en otros rectangulares. El hombre, analógico por esencia, trata de digitalizar su alrededor. ¿Para bien? Quizás sólo para aumentar la efectividad. 2.- A MODO DE HISTOFi ¿Qué se otea en el horizonte? Hagamos de augures. Y sigamos observando la contraposición de analógico y digital. Como se desprende en parte de lo visto hasta aquí, las Comunicaciones Opticas son, en realidad, comunicaciones como todas las demás con la única diferencia de que en éstas el medio portador de la información es una radiación óptica. Lo demás, casi en su totalidad, muy poco se diferencia en cuanto a filosofía de los otros métodos de transm isión. Las Comunicaciones Opticas, no se puede decir de ellas que sean el hermano pobre de los otros tipos de Comunicaciones. Lo que se puede decir es que son el hermano parásito que, hasta la fecha, casi todo lo que ha hecho ha sido aprovecharse de lo que hasta ahora existente. Pero las cosas tienden a iniciar un viraje, aún no se sabe si de diez, de noventa o de ciento ochenta grados. y no nos estamos refiriendo simplemente a la Optica Integrada, cayo concepto, ya sobradamente conocido, no merece que (Continúa en la pág. 51) En comunicaciones hay una gran tendencia de pasar de la comunicación analógica a la digital. Aunque la comunicación digital ofrece muchas ventajas, su aceptación general se ve limitada por el modo de funcionamiento de los sistemas generales de telecomunicación que están diseñados para la necesidad de transmitir señales analógicas de sonido. La mayor exigencia de un sistema digital es un incremento del ancho de banda, mientras que el ana lógico necesita una mejora de la lineal idad. Por lo tanto el avance relativo de ambos sistemas depende de las mejoras de los tiempos de conmutación y de la lineal idad, pero es de esperar que los avances digitales sobrepasen a los analógicos, de forma que cada vez será más claro el dominio digital. La comunicación digital ofrece las siguientes ventajas sobre la analógica: a) INMUNIDAD AL RUIDO: Los sistemas digitales nos ofrecen la promesa de una transmisión a cualquier distancia. La calidad de la transmisión es independiente de la longitud ya que se pueden emplear repetidores regenerativos de bajo ruido. La transmisión analógica, por contra, no permite la eliminación del ruido, una vez que éste se ha introducido en el sistema analógico viene dado por la degradación acumulada de la señal que no puede evitarse con el uso de repetidores, además del ruido adicional introducido por ellos. b) INCREMENTO DEL ANCHO DE BANDA: Los sistemas digitales permiten una mejor utilización del ancho de banda de los componentes. Como la transmisión digital se realiza convirtiendo una señal analógica en digital y reconstruyéndola a la llegada, un parámetro importante es el número de bits asignado a una palabra. Con una palabra de n bits, la amplitud de una señal en un instante dado podrá tomar 2n niveles. Un incremento en la longitud de palabra nos produce una necesidad de mayor anchura de banda. Además la codificación, redundancia y criptografía requieren una mayor velocidad de transmisión. c) REDUCCION DE COSTES: Los sitemas digitales nos permiten usar circuitos integrado de bajo costo. En sistemas analógicos que usen, por ejemplo, multiplicado por división de frecuencia, se emplean filtros paso-banda que deben ser precisos y complejos (y consecuentemente caros); igualmente necesitarán multiplexores y demultiplexores que solamente podrán realizarse con equipos de alta precisión. Por otro lado, los sistemas digitales solamente usan filtros paso-bajo que son relativamente simples y de bajo precio. A causa del vertiginoso descenso de los precios de los circuitos integrados digitales y a la ausencia de necesidad de emplear filtros de elvado precio, el costo por canal de un sistema digital continuará siendo mucho menor que el de un sistema analógico equivalente. d) FLEXIBILIDAD DE USO: Desde el punto de vista de la información transmitida, podemos considerar que los sistemas digitales hablan todos el mismo idioma, ya que ha sido traducida desde la señal analógica a una serie de palabras de un número determinado de bits. Por lo tanto se puede optimizarel diseño de la red indpendientemente del tipo de información a transmitir, a diferencia de la transmisión analógica donde es preciso conservar las características propias de la señal ya sea: voz, facsímil, video o datos. e) RUIDO EN CANALES OPTICOS ANALOGICOS: En los enlaces de fibras ópticas aparecen problemas adicionales respecto al ruido para comunicación analógica debido al trabajo con frecuencias mucho mayores. Consideremos un canal analógico eléctrico en la región de banda-base, con un ancho de banda de 4 MHz potencialmente utilizable para transmitir una señal de video. Hay transistores, fácilmente obtenibles, con buena linealidad a 100 mW de salida como transmisores de señal Ps. El ruido límite fundamental es KTB, con K como constante de Boltzmann, T como temperatura absoluta, y B como ancho de banda del canal. La cantidad KTB a temperatura ambiente es 1,65 x 10-14 W, así con una potencia de señal de 100 mW (Ps), la máxima relación señal/ruido de la portadora respecto al ruido es Ps/KTB =6x 1012 ó 128 dB El canal comparable para fibra óptica tiene una portadora Ps alrededor de 1 mW. El ruido fundamental es hvB, con h como constante de Planck, v como frecuencia, y B como ancho de banda del canal. La cantidad hvB es alrededor de 8 x 10-13 W en nuestra banda de 4 MHz a 1J,tm como longitud de onda. Con un detector con una eficiencia cuántica 1"/ de 0,8, la máxima relación señal/ruido es: 1"/ Ps/hvB = 109 ó 90 dB Por lo tanto el canal de fibra óptica tiel)e alrededor de 38 dB menos de relación señal/ruido que la alternativa del canal electrónico. Este déficit es debido al hecho de ser hvB superior a KTB y disponer de menos potencia de portadora en el caso de fibra óptica. A modo de ejemplo se adjuntan las gráficas y tabla representativas de las tendencias actuales.. CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS S DE COMUNICACIONES OPTICAS DE CORTO ALCANCE CARACTERISTICA ANCHO DE BANDA VELOCIDAD DE DETECTOR ANALOGICO (Viene de la pág. 47) nos detengamos aqu í en él. Nos refe(lmas a la Optica no linea y a la óptica no lineal y no convencional, término este último acuñado en la próxima Conferencia de la Optical Society of America a celebrar en el próximo mesde Octubre en Arizona.¿Cuáles son sus principales puntos dignos de mendión? O mejor,¿qué se podría aprovechar para Comunicaciones Opticas? El hecho básico de partida ser la el de cómo habrían de ser unas Comunicaciones Opticas para que fueran realmente Opticas y no meros apéndices de la Electrónica. Y la respuesta es, en principio, simple: deberían ser ópticas de principio a fin. Deberían ser tales que, sin ninguna ayuda electrónica, urd radiación óptica se modulara, se transm itiera, se regenerara y se recibiera. Que una determ inada información pudiera imponerse a una radiación óptica sin necesidad de ser vonvertida previamente en señal eléctrica. Con esto, practicamente, se habría conseguido un proceso integrado óptico total. ¿Hay indicios de que esto se logre? Rotundamente, sí. Según han demostrado varios grupos de todo el mundo, es ya posible regenerar señales ópticas, extraer pulsos inmersos en ruido, amplificar una radiación óptica sin necesidad alguna de dispositivos electrónicos. La biestabilidad Optica, uno de los temas de más candente actualidad en el mundo de la ciencia, ha hecho posible lo anterior. Aquí es sólo una rad iación óptica, interaccionando con un determinado material no linea, la que por si misma hace todo.¿Cómo? Aqu í no podemos entrar en detalles pero la bibliografía es ya, realmente, muy abundante.¿Y digitul o analógico? Obviamente, tratándose de sistemas biestables, digital. Y digital de una forma muy sui generis, porque también surgen otra serie de fenómenos cuyo carácter comienza a mezclarse con el anlógico. Según ha demostrado nuestro grupo, es posible la modulación de un haz láser mediante otro haz láser modulado que atraviesa un material no lineal. Este fenómeno, a su vez imbricado con otro, también estudiado por numerosos grupos de todo el mundo y, modestamente, por nosotros, y que permite obtener oscilaciones de muy variadas frecuencias y formas mediante fenómenos de interacción no lineal con un determinado material, dan lugar, al final a la obtención de una serie de señales ópticas cuyo carácter entra de lleno dentro del campo de lo analógico. Es el probl¤ma del caos, cuyo concepto, estudio, definición y aplicaciones, llena las sesiones de las más importantes Conferencias de todo el mundo. ¿Qué nos espera? Quizás el descubrimiento de otro Big Ban, equivalente al que tuvo lugar en el momento de la creación del Universo y que se antició en unos milisegundos al momento de creación de los fotones, con que iniciábamos el presente artículo. Habría queterminar con el trozo aquel de Heráclito que dice: "El orden cósmico más bello es algo así como desperdicios echados a volea".
30 oct 2015
Artículo BIT
Especial Lo analógico y lo digital: A/D en sistemas de telecomunicación
n enfoque clásico para anal izar y valorar la influencia de las técnicas analógicas y digitales en los sistemas de telecomunicación, es el evolutivo. La prehistoria digital podemos situarla en los primeros sistemas telegráficos de tipo óptico y eléctrico. Y si bien en un principio esta técnica es única y se expande con brío, pronto queda aminorada por la invención y desarrollo posterior del teléfono. La influencia del teléfono y su técnica analógica intrínseca, ha sido tan grande en el mundo de las telecomunicaciones que ha condicionado prácticamente el desarrollo de éstas hasta bien entrada la década de los 60, es decir durante más de medio siglo. Ello se debe, a nuestro juicio, a una concepción de sistema que otorga prioridad al terminal de usuario sobre la red y adapta el desarrollo de ésta a la condición de contorno establecida por un terminal sencillo. En pleno desarrollo de los sistemas analógicos van surgiendo estud ios relativos a señales d igitales, que permiten un mejor conocimiento de éstas y sus eventuales ventajas para la transmisión de la información, las cuales se vienen exponiendo desde hace tiempo y con profusión en la literatura técn ica. Hoy día asistimos a un creciente proceso de digitalización con tres incidencias importantes para el ingeniero: en la fuente de la información (nuevos codecs basados en el proceso digital de la señal) en la transmisión (nuevos sistemas de modulación digital para transmisión por línea y radio) y en la conmutación (centrales electrónicas d igitales). Sin olvidar el gran volumen de planta analógica -todavía preponderante- en las tres facetas anteriores de los .sistemas: fuente, transm isión y conmuta ción, se observa que la penetr"ación de la tecnología digital se registra en lo que pudiéramos llamar "escenario profesional"; es decir: la red (salvo la red local), mientras que las técnicas ana lógicas vfin quedando relegadas, por el momento, al "escenario de usuario". En telefonía esto parece ser cierto, con algunos atisbas de cambio (estudios en curso sobre la eventual digitalización del bucle y/o terminales de abonado). En radiodifusión (sonora y TV) parece que el "ambiente analógico" será inamovible durante muchos años, es decir prevalecerá el "escenario de usuario", entre otras razones, por el volumen del parque de equipos de usuario. En otros servicios de radiocomunicaciones, la espectativa es de situaciones mixtas, por ejemplo, combinación de sistemas digitales de llamada o determinación, con técnicas analógicas de comunicación de mensajes (servicios móviles marítimo y aeronáutica, terrenales y por satélite). Seguidamente analizaremos el estado actual de la técn ica analógica, para pasar a revista a continuación a la situación y evolución previsible de las redes de telecomunicación en su acepción de redes para el diálogo entre terminales. En cuanto a la génesis y procesamiento de las señales, la vía analógica parece estar agotada. Los sistemas son ya clásicos y no se vi si umbran otros nuevos. En el ámbito de la tecnología, se han registrado avances bien conocidos como los derivados de la miniaturización, tecnología vertical, mejora de fiabilidad, reducción de consumo, etc., pero también aquí puede reconocerse cierto conservadurismo. El crecimiento es prácticamente tan sólo de tipo vegetativo. El desarrollo tecnológico parece haber concluido en la capacidad de 10.800 canales y puede ser que estos equipos serán los últimos que se fabriquen e instalen. En numerosas publicaciones se señala al ordenador electrónico como "responsable" de los que pudiéramos llamar "invasión digital". Es razonable pensar así. La repercusión del ordenador en numerosas áreas del entorno socioeconóm ico ha sido tan elevada, que ha originado nuevas tecnologías de las que se han be. neficiado la propia industria de ordenadores y, subsiguientemente, las de telecomunicaciones. Los sistemas de telecomunicación no pod ían ser ajenos a la progresiva penetración del ordenador en todas las ramas de la actividad económ ica e industrial del sector. Así hemos asistido al rápido crecimiento y evolución de los sistemas MIC, tanto de base como en las diferentes jerarquías digitales, que han sido viables gracias a la tecnología y componentes promovidos por la industria de los ordenadores y que constituyen una importante base para las redes digitales. Los procesadores de señales modernos (codecs) perfeccionan aún más la digitalización de las señales reduciendo la velocidad binaria o mejorando la calidad (mayoranchura de banda) para la misma velocidad que en la MIC convencional. Hoy día no parece tener ya mucho sentido la posible "competencia" que pudo suscitarse entre las técnicas analógica y digital. El último límite actual al crecimiento sostenido de esta última es el usuario ya sea aparato telefónico o receptor de rad io o TV. Este área de equipos de usuario pudiera ser un último "bastión" de refugio de la técnica analógica. Sin embargo cabe pensar que si se pasa de una filosofía "individualista" que implica el bucle analógico autónomo de abonado o la radiodifusión analógica, a una concepción "comunitaria", cabe digitalizar el enlace entre el centro local de conmutación de la información y el domicilio del usuario, con las ventajas que pud ieran derivarse. Además la técn ica digital puede ofrecer al usuario venta- , jas operativas y facil idades que son onerosas o de complejo logro con los sistemas analógicos, como son todas las derivadas de la integración de servicios. No obstante, no parece que este tipo de soluciones pueua estar vigente a corto plazo a menos que b,"d"1 una "fractura" tecnológica importante cuma podría ser, por ejemplo, [a implantaciór de fibras ópticas, que justificaría un conce;1trador en un edificio del que se extrajeran las líneas analógicas hasta cada terminal de abonado. El tratamiento de las señales de información en los sistemas de telecomunicación tiende a irse contemplando coda vez en mayor grado desde la perspectiva de la red. Porconsiguiente,cualquier valoración de técnicas debe tener presente necesariamente los diversos tipos de redes. Hasta ahora, las redes de telecomuni cación se han caracterizado, entre otros atributos, por su especificidad y particularidad. (Red telefónica, Red de transm isión de datos, Red Telex). P8sando por una etapa intermedia de mayor o menor interconectividad de estas redes se registra una clara tendencia a una red de servicios integrados, que curse tráficos de información de diferente naturaleza. Una red de este ti;Jo, por su propia misión integradora, condiciona la naturaleza de las señales, que han de ser adecuadas para poder realizar una integración viable técnica y económicamente. Otro aspecto que incide favorab[emente y propicia la integración de las redes, es el ordenador. Tras haber promovido los nuevos métodos y tecnología de proceso de señales, los ordenadores se insertan en la red existente, en forma de órganos de control de los sistemas de conmutación y, subsiguientemente, profundizan su penetración hasta ser los elementos que configuran las nuevas familias de centra les electrón icas. Por otro lado, SLl decisiva presencia en el marco económico-indusHial propicia [a creación de nuevas redes que, en principio, son IllUY reducidas (líneas arrendadas), pero que evolucionan hasta adquirir personalidad propia (redes especiales de transmisióll de datos). En estas redes, la estructura de señal está dictada todavía por la filosofía ana lógica (módu[o canal) que requiere equipo de adaptación (modems) pero ya la conmutación y el control son autónomos y totalmente dispares de los sisternas imperantes en redes analógicas. Subsisten todavía las redes clásicas soporte de los servicios digitales asíncronos de baja velocidad (telex). Las redes constituidas sobre una base analógica son poco flexibles para acomodar otras señales y/o tráficos. I mponen la utilización de adaptadores de señal que limitan la elección de parámetros de terminales. Además, alarticularse sobre el módulo de 3 KHz de anchura de banda, tampoco permiten velocidades de transmisión elevadas. La red ana lógica tampoco puede brindar, al menos con relativa sencillez, otros importantes servicios o faci I itades complementarios (]r. I telefón ico como podrían ser la velocidad variable, transmisión de gráficos, registro de la información, etc. El intento frustrado de implantación del servicio videotelefón ico por una red ana lógica más o menos especializada, constituye quizá un ejemplo más de que tal red ha tocado techo. Ante esta visión quizá pesimista, podrá alegarse que hay nuevos servicios como el facsímil y el videotex que son soportados por la red"analógica. Sin embargo es bien conocido el coste: la necesidad de modems y adaptadores más o menos complejos que obliguen al usuario a disponer de numeroso equipamiento de interfaz red/terminal Vista la insuficiencia de las técn icas ana lógicas para el desarrollo de una red de gran latitud y operatividad y disponiendo de la potente herramienta de los ordenadores y SLl tecnología asociada, a precios razonables, para la conversión de señales, estructul"ación y gestión de la red, pasemos a examinar las redes digitales y su atributo primario que es el de facultar la integración de servicios que perm ita acotar la excesiva prol iferación de redes monoservic"o. Es bien conocido que cualquier señal digitalizada se "despersonaliza", adquiere atributos simples e independientes, en cierto grado, de su origen, pudiendo ser multiplexada y conmutada con tecnología ya disponible. Se llega así a la conclusión de que la integración requiere la previa digitalización de las señales. Un aspecto importante de la naturaleza digital de las señales es que cambia totalmente el método de planificación. Se sustituye el cásico concepto de equivalente por el de unidades de degradación que se .reparten en los distintos procesos digita[es de la señal en el seno de la red, manteniendo un objetivo global. Aparece entonces una primera fase evolutiva de las redes que es la red digita[ integrada (RDI), que presenta como ventajas: a) Flexibilidad para establecer sub-redes apropiadas para servicios específicos, b) Posibilidad de modificar mediante "Iogical" la velocidad y otras características de los circuitos. d) Cuando esté justificado, supre sión de redundancia de las señáles. e) No acumulación de la distorsión y el ruido con lo que la calidad de la señal es independiente de la distancia. f) Mayor facil idad de interfuncionamiento entre diferentes servicios. Las características de tráfico de los servicios no telefónicos pueden admitir retardos razonables, lo cual redunda en la utilización eficaz de los circuitos mediante control del volumen de tráfico por almacenamiento o cambio de la velocidad. Parece así interesante e importante el desarrollo de redes digitales para los servicios no telefónic9s como los de facsímil video y transmisión de datos, e ir incorporando progresivamente a esta red el servicio telefónico en la medida en que se vaya digitalizando. Así pues la tendencia es hacia la construcción de una red digital integrada que incluye todos los servicios de telecomunicación. Podemos ahora formular con más precisión el nombre de lo que podrá ser una futura red universal: Red Digital de Servicios Integrados (R DS 1) ya defin ida en el CCITT y objeto hoy día de activa investigación aplicada. La RDSI constituye un ejemplo de red articulada funcionalmente frente al concepto clásico de red basada en la naturaleza de la señal, con las I im itaciones inherentes que ya se han comentado. La RDSI se estructura tomando como base la velocidad binaria de 64 Kbit/s, a fin de aprovechar los codificadores telefónicos M IC existentes. Esto implica efectuar adaptaciones de velocidad digital para otras sefiales no telefónicas (datos, facsímil,...) mediante los oportunos transcodificadores digitales. Estos equipos junto con los multiplexores digitales para acceso y salida definen un campo importante de desaríOllo de las técnicas digitales asociadas a esta red general. En la RDSI convergen diversas redes digitales especializadas. Ha de ser una red general y flexible por la que pueda transmitirse, convertirse, almacenarse y procesarse cualquier tipo de información. Deberá poder [CCITT]: a) Facilitar los servicios de telecomunicación previstos, que se estructurarán de manera que sean compatibles con conexiones digitales con conmutación a 64 Kbit/s. b) Utilizar e interconectar tipos muy diversos de terminales. c) Enlazar y establecer comunicaciones entre distintos tipos de equipos y/o servicios. Durante el per(odo de transición, habrá que tomar medidas para el i nterfuncionamiento de los servicios ofrecidos por la RDSI y por otras redes. d) Satisfacer las características de los servicios y las funciones de mantenimiento y gestión de la red. e) Utilizar los servicios informáticos disponibles. f) Facilitar circuitos y servicios de red arrendadog) Facilitar servicios de telemedida y telecontrol. La R DS 1, estará basada en la R D I telefónica. que tomará como punto de partida e incorporará progresivamente funciones y características de otras redes especializadas a fin de dar cabida a los servicios existentes y a otros nuevos. Solamente examinaremos esta aplicación por considerarla suficientemente representativa y por constituir actualmente el objeto de activa investigación. Articulada la RDSI en el módulo 64 Kbit/s, los diversos desarrollos de codecs digitales se basan en esta velocidad binaria y submúltiplos de la misma. Particularmente interesante es la de 32 Kbi/s, para la que están en curso numerosos estudios y evaluaciones en el CCITT, tendentes a normal izar esta velocidad en el actual Período de Estudios, aunque se está examinando un amplio conjunto de nuevos métodos de codificación para velocidades binarias comprendidas entre algo menos de 10 Kbit/s y 32 Kbit/s, y se estudia la lista de parámetros necesarios para definir y normalizar los algoritmos de codificación. En un reciente estudio, se estima que, para 1985, puede multipl icarse por siete el volumen del mercado de digitalizadores de señales vocales. El desarrollo de protocolos normalizados deberá facil itar la integración de estos digitalizadores tanto en las redes de datos existentes como en las previstas. La compatibilidad de estos proto"colos con la Rec. X.25 del CC ITT, fomentará la inserción de estos codecs en las redes con conmutación de paquetes. Otra tendencia que se registra a raíz de la digitalización de la señal vocal, . es el almacenamiento de esta señal digitaI izada en sistemas de ordenadores, lo que permite aplicar la técnica de almacenamiento y envío que inaugura una nueva aplicación el "correo electrónico oral" para enlazar oficinas en el futuro. Todos los codecs digitales que se estud ian actual mente se basan en el pri ncipio de la codificaciór predictiva, la cual simpl ifica el proceso de digital ización, reduce considerablemente la anchura de banda y conduce a una realización práctica altamente fiable. En la literatura técnica especializada (IEEE Trans. on Com., ASSP etc.), pueden encontrarse descripciones de los algoritmos y equipos correspondientes a estos modernos métodos de codificación digital de la palabra. A t(tulo de ejemplo se citan seguidamente algunos de ellos. - ADM (Adaptive Delta Modulation), Modulación Delta Adaptable, con compansión. Velocidades de transmisión 16,24 y 32 Kbit/s. La NTT japonesa ha comunicado que, en la actualidad, tiene previstas aplicaciones de la ADM a 32 Kbit/s a teléfonos sin hilos, particularmente a los de automóviles. - ADPCM (Adaptive Differential PCM), MIC diferencial adaptable, en sus modalidades de predictor fijo (f) y predictor adaptable (a), con velocidades de 16,24 y 32 Kbit/s. La variedad adaptable a 32 Kbit/s, ha sido propuesta por la NTT como candidato para la normalización internacional de esta velocidad binarla. - APC-AB (Adaptive Predictive Coding with Adaptive Bit Allocation). Emplea un método de codificación predictiva con división de banda y un sistema de atribución de bits para eliminar redundancias debidas a la naturaleza no uniforme del espectro de la señal vocal y a la concentración de energía residual periódica. Se ha propuesto como candidato para normalización internacional de la codificación de la palabra a 16 Kbit/s. - A TC (Adapt ive T ransform Cod ing) Cod ificación por transformación adaptable. Se somete la señal telefónica a una transformación coseno discreta, con lo que se pasa al dominio de la frecuencia y se cuantifica mediante un método de atribución adaptable de bits. Se logran velocidades binarias de 9,6, 16y 32 Kbit/s. - PARCOR - Se trata de un procedim iento de anál isis-s(ntesis de la palabra en el cual se expresan las caracten"sticas espectral es en términos de los coeficientes de autocorrelación parcial. Se han efectuado experimentos con velocidades binarias de transmisión de tan sólo 2,4,4,8 y 9,6 Kbit/s. Los resultados de pruebas subjetivas efeCtuadas con codecs diseñados con arreglo a los algoritmos de codificación citados, permiten establecer para la velocidad de 32 Kbit/s, el sigu iente orden ascendente de cal idad de señal vocal: PCM - ADM - ADPCM (f) - ADPCM (a)ATC - APC-AB. Este último codec obtuvo el mejor valor del coeficiente Q de opinión (37 dB) y el PCM convencional el más pequeño (17 dB). A 16 Kbit/s, también el codec APC-AB obtuvo el mejor coeficiente Q que, en este caso, fue igual a 31 dB. En cuanto a unidades de degradación para los codecs digitales aquí citados, se han propuesto los sigu ientes valores: (Referencia: M IC = 1 unidad a 64 Kbit/s). Todos estos valores son meramente indicativos y provisionales ya que los resultados de las evaluaciones difieren de unos países a otros. Están en curso de estudio métodos para corregir estas variaciones y métodos puramente objetivos. La comunidad de usuarios todavía no es plenamente consciente de las posibilidades de la digitalización de los terminales, ni está suficientemente preparadi1 para explotarlas, lo que garantiza sus perspectivas y potencialidad. Pudiera parecer que la digitalización se reserva a sistemas que hacen uso de medios de transmisión tipo "cable" generalizados (no sólo de tipo metálico, sino "cables hertzianos" y fibras ópticas), manteniéndose las técnicas clásicas en aquellos servicios que emplean las ondas radioeléctricas fundamentalmente en su modal idad de difusión. Vamos a ver que, en estos casos, cabe hablar de soluciones mixtas en función de la aplicación. Los servicios de radiodifusión sonora y de TV parece que constituirán durante muchos años el bastión donde se refugien las técnicas analógicas clásicas de modulación. No se detecta por ninguna parte la tendencia a que la radiodifusión se digitalice. El enorme parque de aparatos receptores de usuarios lo impide. Incluso proposiciones no tan drásticas, como el paso a B LU de las em isiones de onda corta, encuentran una fuerte resistencia para su implantación. En estos sistemas de radiodifusión está clara la prevalencia de la concepción individualista sobre la comunitaria, por lo que no parecen procedentes ni la digitalización ni la integración. Sin embargo, en sistemas con mayor tendencia comunitaria, cuyo exponente más claro es la radiodifusión por satélite, están actualmente en curso investigaciones conducentes a la transmisión digital de TV para la conexión Centro de producción - Satélite - Instalación receptora comunal, distribuyéndose luego la señal a los usuarios en forma convencional. Asimismo, en aplicaciones profe, sionales restringidas a los medios de producción de radio y TV, se registra una incidencia creciente de las técnicas digitales. Podemos citar como representantivas la grabación digital de programas, la transmisión del sonido de TV mediante MIC en los impulsos de sincronización en las conexiones a los centros emisores, las apl icaciones de videotex no interactivo. (te I etexto) Existen todavía algunas apliaciones que se están comenzando a realizar prácticamente y que utilizan subportadoras de la portadora principal para transmitir informaciones adicionales con modulaciones analógicas y digitales. En cuanto a la difusión por cable de señales sonoras y de TV, nada obsta, en principio, para que, previa digitalización y adaptación a la jerarquía digital apropiada, puedan difundirse a los usuarios a través de la ROSI. En el ámbito de las radiocomunicaciones móviles se observa la misma tendencia general. En las redes privadas de escasa dimensión en las que prepondera el aspecto individual, se conservan las técnicas analógicas clásicas de modulación de frecuencia, de banda estrecha con preacentuación. Son conocidos los serios problemas derivados de la escasez de espectro que se agudiza paulatinamente, al intentar dar cabida a un número creciente de usuarios. Cuando estos servicios móvi les se profesional izan y se establecen redes con conexión a la red telefón ica públ ica bajo la tutela de la administración de telecomunicaciones o empresa privada reconocida, se aprovechan las ventajas de las técnicas digitales, comenzando por la señalización (llamada selectiva digital, proced im ientos de local ización de la estación móvil, etc.) y continuando con la propia señal de conversación, y así las técnicas de procesamiento digital de la señal vocal por vocod ificación con predicción lineal o por compansores silábircos con recuperación de silencios, permiten reducir a 1200 bit/s, la velocidad necesaria para la transm isión intel igible de la palabra hablada, manteniendo en cierto grado los aspectos intrínsecos de la personalidad. La apl icación de estos métodos y la síntesis de portadoras controlada digitalmente en los terminales asociados a las estaciones de base, permite multiplicar por ocho la capacidad de las portadoras R F, en relación con la modulación analógica MF convencional. Además de este notable incremento en la eficacia de utilización del espectro radioeléctrico, la señal telefónica así digitalizada es susceptible de integrarse en una red digital con sistemas de conmutación avanzados ("packetízed voice"). Paralelamente a este tratam iento de la señal telefónica e información de señal ización se investigan y ensayan nuevas técnicas digitales de modulación de la portadora R F, derivadas de la FSK clásicas, con el objetivo de reducir el espectro radiado fuera de banda a fin de minimizar la interferencia en canal adyacente. Las modulaciones MSK (modulación por desplazamiento mínimo) y TFM (modulación de frecuencia moderada) pueden citarse como ejemplos típicos de estas tendencias. Estas técnicas abren el cauce para la transm isión de datos e infromaciones digitales en los sistemas móviles, tanto convencionales como de espectro ensanchado y, junto con los modernos sistemas de planificación celular, están logrando extender los servicios de comun icaciones, particu larmente el telefónico, al ámbito móvil (automóviles privados, ferrocarriles, etc.). Esta es, por otra parte, la tendencia para las futuras comunicaciones móviles por satélite en las que el pequeño factor de calidad G/T que puede alcanzarse económicamente en una estación móvil, se compense con un menor ruido asociado a los sistemas de modulación. Por último deben citarse los sistemas rad ioeléctricos de espectro ensanchado para apl iaciones de los servicios fijos y móviles que son intrínsecamente digitales en todas sus diversas variantes.
30 oct 2015
Artículo BIT
Especial Lo analógico y lo digital: la ingeniería de telecomunicación en el año 2000 menos 18
I futuro debe ser oteado con los pies asentados en el hoy, y la espalda apoyada en el ayer. Esta frase trata de explicar la idea contenida en el jeroglífico numérico que da título a este trabajo y que debería ser complementada con una firme declaración de antinostálgico. Vaya por delante, pues, mi convicción de- que el pasado no debe ser cárcel del presente, sino atalaya para contemplar el futuro. En plena construcción de u na catedral, acertó a pasar por los aledaños de la cantera un caballero que, desde la grupa de su cabalgadura, preguntó a uno de los que afanosamente pulían la piedra: "Oye tú,¿para qué picas esa piedra? ", a lo que el artesano respond ió: "Señor, no pico piedra, estoy construyendo una catedra!." Picapedrero o arquitecto; he aqu( la primera cuestión que el ingeniero debe plantearse cuando sobre su futuro reflexione. El que esto escribe va a abordar el tema de la ingeniería de telecomunicación, desde la perspectiva de un humilde forjador de esperanzas (volcado hacia el futuro), que hizo la carrera viviendo en un Colegio Mayor (baño de humanismo), asistió a la primera clase de transistores que se dio en la Ecuela llevando una radio de transistores de bolsillo (frustración tecnológica), que después de un duro ingreso hizo una blanda carrera (fracaso académico), que creyó haber renegado de su profesión por dedicarse a la informática (despiste profesional), y doce años más tarde inventó el término telemática (destinos convergentes). "Puesto que las redes tocan al corazón de las sociedades, la historia de las telecomunicaciones no es más que una perpetua negociación entre lo antiguo y lo nuevo" (Catherine Bertho). Para tratar de explicar por qué la telecomunicación toca al corazón de las sociedades, vamos a referirnos en primer lugar, al hecho de que la infraestructura de un pals incide sustancialmente en el tipo de su cultura, tal y como lo sintetizó magistralmente el sociólogo Mac Luhan con su concepto de "aldea glol"; las telecomunicaciones han transformado el mundo en la plaza de un pueblo. Sabido es que el PIB no es el único parámetro que se puede utilizar para reflejar el nivel de desarrollo de un país, El número de telétúl,:" instalados nos indica con similar precisión el nivel de vida logrado por un pueblo, lo 0:Je nos Ilevarla a poder afirmar: "dime cuáiitos teléfonos usas y te diré lo rico o lo pobre que eres". Por último cabría reseñar que la famosa frase de Descartes "cogito ergo sum" podría transplantarse al mundo moderno por "me comunico luego coexisto", en razón de que la coexistencia es más importante que el puro ser. A los ingenieros detelecomunicación se nos suele colgar el sambenito de que alejamos a las personas, en razón de que se hace un excesivo hincapié en el prefijo "tele", Creo que esta deformación social de nuestra tecnolog ía podrla corregirse si tradujéramos telecomunicación por comunicación a pesar de la distancia; es decir, se vencen las barreras del espacio y el tiempo, pero sin perder por ello el calor de la comunicacióninterpersona!. y ya que hablamos de distancia, no estaría de más tener en cuenta que, junto con la lejanía física, que se mide en decenas o miles de kilómetros, existe otro tipo de separación, en este caso simplemente burocrática, pero que hace que la comunicación entre dos personas separadas por un par de metros sea tan difícil y elenta como hablar con los antípodas. De este fenómeno suelen saber mucho los diseñad ores de sistemas de teleproceso con term inales instalados en un mismo edificio. y si hasta aqu I le hemos prestado toda nuestra atención a los medios, bueno será que nos ocupemos un poco de los contenidos de la comunicación, pero sin que ello suponga violación alguna de la confidencial idad que todo servicio de telecomunicación debe garantizar. Uno de los múltiples apodos con los que se pretende bautizar a nuestros tiempos, es el de "sociedad de la información", Según esto, en la civilización occidental se habrían contabilizado tres grandes revoluciones: agrlcola, industrial e informativa. Que duda cabe que el impacto de esta última es mucho más prfundo que el de las dos anteriores, pues es la mente y no el cuerpo el destinatario de esta nueva fuente de energ ía llamada información. La convergencia de las tecnologías informática y de comunicaciones exige un nuevo replanteamiento de la telecomunicación, pues en ella no sólo debe incluirse el puro transporte, sino tambien la captura, almacenamiento, procesamiento y difusión de la información. y antes de term inar este apartado queremos poner de manifiesto que la información, el "recurso infinito" al que se refiere Servan Schreiber, es la vida que se codifica entre los pliegues de la molécula DNA, es el poder de apretar el botón rojo con el que la tierra imitaría al sol, y es la riqueza escondida en el dinero electrónico que ya hemos empezado a utilizar. Vida, poder y riqueza, no son más que algunas de las formas en que se manifiesta la información. ¿No le estaremos dando en nuestra Escuela, demasiada importancia al camión y poca a la mercancla? Ahora que nuestro mundo dejó de ser ana lógico y se convirtió en digital, tratemos de restituir el equilibrio, y para ello nada mejor que echarle una m irada a ese futuro que se nos escapa de las manos. El FUTURO HA SIDO YA "Si el objetivo de la civilización tecnológica es hacer cada vez más de lo mismo, de mayor tamaño, y con mayor rapidez, el mañans será sólo una horrenda ampl iación del presente". (René Dubos). La profunda crisis por la que atraviesa la sociedad occidental qu izá sea una prueba esperanzada de que el hombre se resiste a esa burda continuidad. Toda la historia de la revolución industrial ha estado dominada por el inamovible principio de la economla de escala, a la que un sociólogo norteamericano llamó también "deseconom ía de espacio y tiempo", en razón de los problemas que plantea en la burocracia. Para que los funcionarios de un cierto ministerio trabajen eficazmente, hay que concentrarlos en una megaoficina, lo cual implica que el pobre ciudadano tendrá que desplazarse desde su residencia habitual hasta el lugar de trabajo de sus servidores públicos. En el mundo de la informática, la economla de escala también ha tenido impactos muy negativos. Los ordenadores han sido máquinas que han funcionado con una filosofía parecida a la de un alto horno, que una vez encendido no se puede apagar, Para que estas enormes máquinas puedan funcionar a pleno rendimiento, hay que hacer un gran acopio de información, sacando este de los cananales por donde circula, y Ilevándola al centro de proceso de datos. Este sistema, en algunos casos, equivale a lo que supondrla en el mundo de la ingeniería hidráulica, querer construir una presa a muchos kilómetros del cauce del rio. El espectacular desarrollo de la microelectrónica ha" pulverizado los principios de la econom (a de escala, y del cuanto más grande mejor hemos pasado al "small is beautiful". Los minis y micros pusieron encima de nuestras mesas de trabajo, potencias de proceso hasta entonces sólo disponibles en los grandes monstruos de la tercera generación, que ocupaban salas enteras y costaban cientos de millones. La microelectrónica ha hecho posible también que las telecomunicaciones y la informática, dos tecnolog(as que empezaron siendo paralelas y después se h icieron convergentes, se fund ieron en h istórico abrazo para alumbrar la telemática. La telemática, esa desconocida que muchos utilizan y tan pocos entienden, es una tecnolog ía que hara posible el nacimiento de una nueva sociedad, De acuerdo con la terminología de la CEE, la telemática como industria abarca la microelectrónica, la informática y las telecomunicaciones. Como tecnología ya hemos dicho que nace de la fusión o integración de las tecnologías informática y detelecomunicaciones, Este proceso de convergencia ha tenido su reflejo incluso en los tribunales del Departamento de Justicia norteamericano, Hace unos pocos meses, se falló el que ha sido llamado juicio del siglo, con lo que A T& T queda autorizada a entrar en el mercado de la informática, mientras que IBM puede iniciar sus actividades en el campo de los servicios de transmisión de datos. Marcadas algunas de las coordenadas en las que se moverá nuestro próximo futuro, pasemos a hablar de nuestra profesión. F:L PAPEL DEL INGENIERO "La sociedad occidental comprende la ciencia como el labriego medieval entendiera la teología de Sto. Tomás de Aquino". (Stephen Toulmin). A lo largo de la historia, al ingeniero lo encontramos desempeñando el papel de sacerdote, guerrero, aventurero, inventor o cient ífico, pero siempre tratando de colaborar en la mejora del nivel de vida de sus semejantes, En el primer milenio el ingeniero se ocupaba fundamentalmente de la construcción y de la agricultura, en el segundo se ha estado ocupando de la industria, y en el tercero tendrá que dedicar todos sus esfuerzos a la información. Según esto, el papel que los ingeniero industriales y de caminos desempeñaron en la revolución industrial, correrá a cargo de los ingenieros de telecomunicación que serán los arquitectos de la sociedad de la información. Tan importante papel no lo reconoce la sociedad en que vivimos, entre otras cosas poeque quizás nosostros mismos no estemos convencido de ello. A nivel oficial, no deja de ser significativo el hecho de que la telecomunicación sea el vagón de cola de ese ministerio-cajón de sastre llamado Ministerio de Transportes, Turismo y Comunicaciones; denominación por otra parte confusa, porque la telecomunicación no tiene rango de Subsecretaría sino de Dirección General compartida. La tecnología moderna incide de forma tal en las sociedades,que ello ha hecho necesario el desarrollo de unas nuevas técnicas llamadas "Evaluación Social de las Tecnologlas", (en inglés Technology Assessment). Siguiendo estos principios se han publicado informes tan importantes como el JACUDI japonés, el NORA francés y el TELECOM australiano. En todos estos documentos, se trata de eval uar no sólo el desarrollo de las tecnologías sino tambip.n sus impactos positivos y negativos en la sociedad, tanto de primero como de segundo nivel. Suponemos que los próximos planes de estudios de nuestra Escuela incluirán todos estos temas, so pena de condenar a la sociedad al papel de asombrado espectador del desarrollo tecnológico. Si la información va a ser el motor de toda actividad humana, la microelectrónica la rueda del siglo XX 1, estamos destinados a ser los impulsores y conductores de la sociedad del mañana. Agotado el espacio de que dispongo, abordo el último capitulo. Puesto que sería un contrasentido pretender hacer conclusiones cuando se está hablando del futuro, me I im itaré a hacer unas breves reflexiones de lo aquí tratado. Todo lo que he expuesto podría sintetizarse en los siguientes puntos: 1. La ingeniería de telecomunicación es y segu irá siendo una de las de mayor impacto social. 2. Ya en el presente y mucho más en el futuro, la información eslo importante, 3. Antes de que otros se apropien del nombre, deberíamos de cambiar el nuestro y pasar a ser INGENIEROS TELEMATICOS. 4. Debemos dedicar todos nuestros esfuerzos a que la ingeniería telemática (antes de telecomunicación) desempeñe el papel que le corresponde en la sociedad. 5. El ingeniero telemático tiene que apoyar firmemente sus pies en el presente, manteniendo la mirada fija en el mañana. 6. Y por encima de todo, el ingeniero debe preservar celosamente su CONDICION HUMANA. Dediquemos nuestros esfuerzos a que la sociedad siempre sea dueña de su futuro, y no olvidemos que, como decía el maestro Ortega, "la vida es una faena que se hace hacia adelante".
30 oct 2015