Los relojes, el cerebro de los hamsters y SETI III

Androides vs. Hamsters

continuación de la entrada anterior

... asociar patrones. Un hamster no tiene en su memoria una infinidad de tipos de nidos, solo tiene un concepto grabado por instinto. Este concepto no es mas que un patrón básico de lo que es un "nido". Eso que ustedes identificaron rápidamente en la entrada pasada con "algo parecido a una cueva mas o menos del tamaño del animalito" es el patrón general, eso es lo que tiene el hamster en su cerebro y es lo que asocia con el bote de yogur, el de crema para el café y el pedazo de computadora. Todos los nidos de hamster, tienen el mismo patrón. El hamster en su búsqueda de nidos nos enseña algo muy importante. Aveces un problema que para un sistema que de resultados deterministas es muy grande y complejo se simplifica si se cambia de forma de pensar. Al pequeño roedor no le interesa si el nido mide exactamente 15.43 cm de profundidad o si el techo es plano o curvo. Solo le importa que el lugar se adapte al "concepto de nido". Nosotros solemos hacer esto muy seguido, asociamos cosas parecidas. Por ejemplo, una llanta de avión y una de bicicleta son diferentes, pero cualquier niño entiende que ambas son "llantas" mientras que una computadora tendría que tener la instrucción de decir que ambas son las misma cosa.

Entonces tenemos que existen situaciones en los que el afán por la exactitud no es la mejor forma de obtener una respuesta. En el caso del hamster, el cerebro del animalito no tendría la capacidad para efectuar todas las operaciones lógico-matemáticas para buscar un nido si pensara de forma tan determinista como con la lógica de una computadora, pero lo logra por medio de un tipo diferente de lógica, la lógica difusa, en la cuál no es necesario que un resultado sea exactamente X sino "mas o menos" X.

La tendencia de pensar de forma determinista, tan popular después de Newton, engendro un problema. Como muchas veces a pasado, los humanos comenzaron a "antropomorfizar" el universo (antropomorfizar es "dar forma o cualidades humanas" ). Lo que pasó fue lo siguiente, inconscientemente se llevó a cabo este proceso, la gente dijo:

1.- La física Newtoniana es determinista
2.- Esta física explica muy bien la naturaleza
3.- Por lo tanto ¡la naturaleza debe ser también determinista!

Tanto asumir que la naturaleza era determinista, en pensar que el universo era un inmenso juego de billar newtoniano dio origen a lo que hoy llamamos "mecanicismo" esto es la tendencia a pensar en cualquier sistema como un sistema mecánico-clásico.

Teniente Comandante Data. Yo, en lugar de Picard lo mandaría de vuelta al sector 001 (donde está la Tierra) a pie.

El máximo ejemplo de esto es un reloj de engranes. De hecho el mecanicismo ve el universo como un mega-reloj, como un conjunto de trillones de engranes moviéndose y afectándose unos a otros de manera ordenada, precisa (exacta) y predecible. Y la mayor parte de nuestra tecnología esta creada tratando de imitar esto, los relojes. Por ejemplo, la computadora donde escribo estas lineas tiene las bases de su funcionamiento en la mecánica cuántica que no es ni determinista, ni mecanicista, pero tiene una gran cantidad de componentes (como el 80% de la masa de los circuitos) para eliminar la falta de exactitud. Si uno pone la mano abajo o atrás de una laptop, de manera que se sienta el calor que es expulsado por el ventilador, vera a lo que me refiero, ese calor es "inexactitud" expulsada. El calor en un circuito es algo indeseable y viene de la energía que se usó de manera ineficiente. Energía que se salió de la ruta planeada o que fue producto de un proceso no planeado.

Y he aqui la gran diferencia entre los cerebros biológicos (basados en carbono) y los electrónicos (casados en silicio). Mientras las computadoras se basan en el poder realizar una gran cantidad de operaciones muy exactas por segundo con un máximo de eficiencia y una mínima perdida de energía. Los cerebros se basan es realizar pocas operaciones ambiguas y .... desperdiciando energía. El "desperdicio" de energía es muy importante para que seamos "inteligentes" ya que es lo que nos permite asociar cosas que aparentemente no están relacionadas. Por ejemplo, cuando el cerebro del hamster busca un nido esta esperando que un estimulo active un circuito neuronal dado. Una computadora se quedaría esperando hasta que el estimulo adecuado active el circuito adecuado, pero el hamster no, le basta un estimulo "suficientemente cercano" para activar el circuito. Por lo tanto, el bote de yogur, el de crema para café y el pedazo de computadora son tan cercanos al concepto de nido como los nidos ya prefabricados que ponemos en sus jaulitas.

Muchos fans de la inteligencia artificial alegan que es cuestión de tiempo por que cada dia las computadoras tienen mas poder de computo y que faltan unos cuantos años para que igualen la capacidad de procesamiento del cerebro humano. Pero el principal problema para hacer algo "inteligente" en el sentido humano es hacer que procese información pero no como computadora sino como hamster. En este sentido las computadoras son increíblemente tontas. No hay diferencia en la inteligencia de un reloj del siglo XIV a una computadora, simplemente hacen mas que tocar campanas. Aun nuestros robots mas inteligentes están apenas superando a las bacterias en nivel de inteligencia. Tal es el estado de la inteligencia artificial que las nueva tendencia en robótica es crear "robots-insecto", pequeñas maquinas tontas que puedan trabajar juntos. Y si queremos mencionar de nuevo a los hamsters, los podemos comparar con los robots caminadores (desarrollados principalmente por el ejercito gringo) que deben pasar de 8 a 9 minutos procesando datos entre un paso y otro, y eso, solo en línea recta. Correr con la agilidad de un hamster , aprender en 20 minutos a controlar las esferas de plástico que usan, recolectar semillas y buscar nidos esta muy, muy en el futuro para un robot.

Portada de "Cuevas de Acero". Mostrando al detective Elijah Baley y al androide R. Daneel Olivaw.

Secuela de Cuevas de Acero, "El Sol desnudo". Muestra a Daneel, el Robot Giskard Reventlov y de nuevo Elijah Baley

Es curiosos como un tema recurrente en la ciencia ficción, son los androides. La maquina con inteligencia humana ha sido un tema que ha estado con nosotros desde el comienzo de la tecnología eléctrica. Y aparte del robot malo o al que se le "floja un tornillo" y se pone a matar a medio mundo, siempre están los robots que buscan ser mas humanos y salvar las limitaciones de su propia "perfección", de intentar ser menos exactos.

Para quienes conocen de ciencia ficción recordarán los legendarios robots "Asimovianos", en particular R. Andrew Martin y R. Daneel Olivaw (si, el hamster llamado Daneel es por el robot, y tiene un hermano llamado Giskard, por R. Giskard Reventlov, ambos del libro "Cuevas de Acero"). Al igual que los "replicantes" de Blade Runner y el siempre fastidioso "Teniente Comandante Data" de Star Trek.

Pero dejemos los sueños y conjeturas de la ciencia ficción junto con la competencia entre el carbono y el silicio para llegar a la relación entre los relojes, los cerebros de los hamsters (estos dos ya los mencionamos) y SETI.

No es en realidad sobre SETI, sino sobre su forma de trabajar y como es explotada por otro proyecto junto con nuestra habilidad de buscar patrones y resolver problemas muy difíciles para una computadora con al técnica del "ojo de buen cubero", me refiero al proyecto...

continuara... (¿que quieren?, tengo que dormir de cuando en cuando)

Los relojes, el cerebro de los hamsters y SETI II

En busca de nidos.

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...los hamsters. ¿Que tienen que ver los hamsters en el entendimiento de la naturaleza? Pues bastante, si es que nos damos el tiempo de aprender de ellos. Llamo la atención a tan peludos y pachoncitos roedores por que son uno de los ejemplos mas fácilmente aceptados por el público (las tarántulas también podrían servir, pero no son tan simpáticas). Antes de continuar exponiendo sobre el determinismo y al exactitud, hablaré un poco sobre los hamsters, para entender por que están relacionados.

Los hamsters son roedores que viven en una gran variedad de hábitats y se dividen en 18 especies. En los 50's comenzó la popularización de los hamsters como mascotas, la variedad mas favorecida son los llamados hamsters sirios, son los hamsters comunes y mas conocidos (existen en el mercado también los Chinos y Ruso). Pero lo relevante son algunos aspectos de su conducta.

Todo aquel que ha tenido estas mascotas sabe que no se les puede considerar los "einsteins" del reino animal ya que suelen no ser los mas brillantes de los animales de compañía. Pero haciendo algunas cosas si son muy buenos, en particular, en buscar nidos. Como todos los animales, los hamsters tienen el instinto de buscar alimentos y seguridad, y como lo dicta la selección natural (principal propulsor de la evolución) cada criatura trata de hacerlo de la forma mas eficiente. En el caso de las bolas de pelo en cuestión, su estrategia para sobrevivir consiste en minimizar la exposición al peligro, en particular a los depredadores. Esta estrategia les es particularmente útil debido a los abazones, que son bolsas que tienen en los cachetes y se extienden hasta los hombros y que usan para almacenar una gran cantidad de granos que encuentren en sus recorridos nocturnos. Pero luego se han de enfrentar con un problema; donde esconderse de manera que estén, seguros, cálidos y puedan dejar su comida sin temor de que sea robada. La solución es un nido. Pero como se las arregla un animalito con tan pequeño cerebro para buscar un buen nido

Aquí es donde entra en discusión la exactitud. ¿Tiene un hamster en su memoria las características exactas de un buen nido para luego compararlas con lo que encuentre?¿Que proceso sigue el pequeño roedor para saber que es adecuado usar de nido? Podemos ver algunos ejemplos de nidos que al parecer han sido de agrado para sus ocupantes.

Dian-Zi. Padre de casi todos los demás hamster vistos aquí,
en su nido de bote de yogur de 1 litro.

Dian-Zi II. En su nido cuadrado que esta integrado en una de sus jaulas.
Lo verde a la derecha es el techo removible.

Igual que la imagen anterior

Almendra, en un nido de frasco de crema para café.

Otro nido integrado en la estructura (el habitante se llama Cowco,
no fue idea mía).

Uno de los nidos mas extraños, solía ser parte del sistema de ventilación de una computadora personal.

En todos los casos, vemos que se han escogido objetos de diferente forma y tamaño, y que no hay dos iguales (inclusive, un mismo hamster puede cambiar su nido según la temperatura o humedad). Pero todos tienen las mismas características generales, ya sea un bote de yogur, un envase de crema para café o un segmento de una computadora, todos cumplen con la función de dar protección, calor y seguridad anti-robos. Ahora, hay algo muy interesante aquí, y no en lo que yo estoy pensando, sino en lo que ustedes están pensando. Notarán que todos los nidos parecen bastante "obvios", es justo el tipo de cosas que se nos ocurriría que un roedor podría usar como vivienda. Y esto es lo interesante, a los humanos nos parece obvio, y a los hamsters también. No es porque nuestro enorme y complejo cerebro pueda identificar rápidamente un nido adecuado, sino que el pequeño cerebrito de los hamsters también lo identifica rápidamente. Es decir que ¡Este problema, mucho mas ambiguo que el de los tres cuerpos es trivial para nuestros cerebros!

Repasemos un poco, en la entrada pasada vimos el fracaso del determinismo y el afán de la exactitud para tratar ciertos problemas en la naturaleza que están ligeramente ambiguos (como la retro-alimentación necesaria para los tres cuerpos newtonianos) y ahora vemos que un cerebro, aun uno menos complejo y menos adaptado para la solución de problemas, como el de los hamsters, puede resolver algo tan ambiguo como "encuentra algo (lo que sea) que sirva de nido en un ambiente lleno de cosas que son desconocidas".

Para poder apreciar un poco mejor esto, veamoslo desde el punto de vista de la inteligencia artificial. Es decir, ¿como le enseño a una computadora a resolver esto? Recordemos que a una computadora se le deben dar instrucciones sumamente precisas, decirle cuando hacer que y de que forma. Cuando esto falla es cuando las computadoras sufren errores y no pueden trabajar mas. En este sentido las computadoras son los sistemas mas newtonianos que existen (a pesar de que gran parte de la tecnología de microchips esté basada en cuántica), son de lo mas determinista, si al programa le doy A, me dará B, siempre.

Bueno el problema de los tres cuerpos ya esta muy trabajado en computadoras y no da muchos dolores de cabeza, todo consiste en crear un programa que haga las retro-alimentaciones necesarias (llamadas ciclos) para obtener un resultado con tal o cual grado de exactitud (me tocó hacer esto de tarea en la licenciatura). Así que el programa me podría pedir las masa iniciales, posiciones y fuerzas y luego me preguntaría cuantos ciclos quiero correr. Y así la computadora me ayuda a lidear con el problema que los físicos deterministas no pueden resolver. Y esto lo puedo hacer basándome en un gran número de instrucciones muy detalladas que se han de activar y desactivar en momentos precisos. Todo se hace de manera muy exacta.

Daneel, explorando el lugar para un potencial nido. Eventualmente se decidió mejor por un nido tipo "cráter"

Pero ¿como le enseño a una computadora a buscar un nido para un hamster? ¿Que tan ancho o profundo debe ser? ¿Cuál de los nidos vistos arriba a de ser el modelo? ¿Considero el color o el material? Claro, me dirán, "pues busca algo que parezca un hoyo y que tenga una sola puerta, mas o menos del tamaño del animalito". Pues si, ya se que así son los nidos, ¿pero como le enseño a una computadora a identificar eso? ¿que instrucciones sumamente precisas se usan para expresar "algo mas o menos del tamaño de un hamster"? O, ¿como defino "puerta"?¿Por la forma?¿El Tamaño?¿Ambos? ¡No hay dos iguales! En el mejor de los casos, se me ocurre hacer un enorme banco de datos con las propiedades de una gran cantidad de nidos y que la computadora compare lo que sea que se encuentre con todos y cada uno de ellos para ver si es o no un nido potencial. Pero vamos, los hamstercitos infantes se limitan a pasar el tiempo mortificando a su madre y comiendo (los adultos comen sin mortificar a nadie) y no pasan ni un día en la escuela repasando un libro titulado "100 millones de nidos diferentes". Entonces, la pregunta persiste ¿como se las arregla una bola de pelos viviente para saber que el bote de yogur de 1 litro, la recipiente de crema para café de 600 gr, el cuartito dentro de la jaula y el pedazo de computadora son todos nidos potenciales? ¿Que nueva técnica me permite resolver algo que claramente no se puede hacer de la posición clásico-determinista? Un problema aún mas abstracto que el de los tres cuerpos, pero de alguna manera un pequeño animalito que no tiene siquiera capacidad de lenguaje lo resuelve ¿como lo logra?

Todo está en uno de los mayores talentos de los cerebros biológicos y es una característica fundamental de nuestra inteligencia y el mayor obstáculo para el desarrollo de la inteligencia artificial, es decir, la habilidad de...

continuará

Dian-Zi. No es buen lugar para un nido, pero como había brocoli, valía la pena meter la cabeza.