26-1-2013
INTRODUCCIÓN A LA MECATRONICA
BIOGRAFIAS
Alan Turing
Alan Mathison Turing nació el 23 de Junio de 1912, en Londres, y murió en 1954 en Cheshire. Es considerado uno de los padres de la ciencia de la computación
siendo
el
precursor
de
la
informática moderna. Turing, pasó sus primeros trece años en la India, donde su padre trabajaba en la Administración colonial. De regreso al Reino Unido, estudió en el King’s College y, tras su graduación, se trasladó a la Universidad estadounidense de Princeton, donde trabajó con el lógico A. Church. En 1937 publicó un célebre artículo en el que definió una máquina calculadora de capacidad infinita (máquina de Turing) que operaba basándose en una serie de instrucciones lógicas, sentando así las bases del concepto moderno de algoritmo. Así, Turing describió en términos matemáticos precisos cómo un sistema automático con reglas extremadamente simples podía efectuar toda clase de operaciones matemáticas expresadas en un lenguaje formal determinado. La máquina de Turing era tanto un ejemplo de su teoría de computación como una prueba de que un cierto tipo de máquina computadora podía ser construida. Turing y la Segunda Guerra Mundial
La Segunda Guerra Mundial ofreció un insospechado marco de aplicación práctica de sus teorías. Durante la Segunda Guerra Mundial los Aliados se dieron cuenta de que, en teoría, la lógica matemática se podía utilizar para descifrar los mensajes alemanes si los cálculos involucrados eran llevados a cabo lo suficientemente rápido. El reto era encontrar una manera de automatizar las matemáticas, de tal forma que una máquina pudiera ejecutar los cálculos. La persona que más contribuyó a este trabajo de desciframiento fue Alan Turing. El 4 de Septiembre de 1940 su tranquila vida como profesor en Cambridge llegó abruptamente a su fin, pues había sido requerido por la Escuela Gubernamental de Codificación y Descodificación, cuya tarea era descifrar los mensajes secretos del enemigo. Antes de la guerra, los alemanes habían dedicado un esfuerzo considerable a
desarrollar un sistema superior de codificación, y este era un asunto de enorme importancia para la Inteligencia británica, que en el pasado había podido descifrar con relativa facilidad las comunicaciones del enemigo. El texto oficial del gobierno británico sobre la guerra, La Inteligencia británica en la Segunda Guerra Mundial, describe la situación en la década de los treinta: “Hacia 1937 pudo establecerse que, a diferencia de sus contrapartes japoneses e italianos, el Ejército alemán, la Marina y probablemente la Fuerza Aérea, junto con otras organizaciones del Estado como los ferrocarriles y la SS, estaban usando en todas sus comunicaciones, excepto en las tácticas diferentes versiones del mismo sistema de codificación Tal era la Máquina Enigma que había salido al mercado en la décadas de los veinte pero que los alemanes habían mejorado mediante modificaciones progresivas. En 1937 la Escuela gubernamental de Codificación y descodificación penetró en el modelo menos modificado y seguro de esta máquina, modelo que utilizaban los alemanes, los italianos y las fuerzas nacionalistas españolas. Pero aparte de esto, Enigma se resistía al ataque, y todo parecía indicar que continuaría haciéndolo. “
La máquina Enigma consistía de un teclado conectado a una unidad de codificación. La unidad de codificación contenía tres rotores separados cuyas posiciones determinaban como sería codificada cada letra del teclado. Lo que hacía que el código Enigma fuera tan difícil de romper era la enorme cantidad de maneras en que la máquina se podía configurar. Las máquinas Enigma fueron entregadas al Ejército, a la Marina y a la Fuerza Aérea alemanas, y se operaban incluso en los ferrocarriles y otros departamentos del gobierno. Como sucedía con todos los sistemas de código que se utilizaban durante este período, una debilidad del Enigma era que el receptor tenía que conocer la configuración establecida por el emisor. Para conservar la seguridad las configuraciones del Enigma tenían que ser alteradas todos los días. Una de las maneras que tenían los emisores para cambiar las configuraciones con frecuencia y mantener a los receptores informados era la publicación de las configuraciones diarias en un libro de códigos secreto. El riesgo de este método era que los británicos podrían capturar un submarino alemán y conseguir el libro de códigos con las configuraciones diarias para el próximo mes. El método alternativo, y el que se adoptó durante la mayor parte de la guerra, consistía en transmitir las con figuraciones diarias como preámbulo al mensaje presente, pero codificadas según las configuraciones del día anterior.
Turing lideraba un equipo de matemáticos que intentaba construir una réplica de la máquina Enigma. Turing incorporo sus ideas abstractas de antes de la guerra en estos dispositivos, que en teoría podían verificar metódicamente todas las posibles configuraciones de la máquina Enigma hasta romper el código. Con el fin de romper códigos, Turing con frecuencia trataba de adivinar palabras claves en los mensajes. Si acertaba se aceleraba enormemente el proceso de descifrar el resto del código. Y finalmente lograron hacerlo. Eventualmente las fuerzas aliadas tenían que tener cuidado permanentemente que sus acciones evasivas y sus asombrosos ataques no delataran su capacidad de desciframiento de las comunicaciones alemanas. Si los alemanes llegaran a sospechar que Enigma había sido descifrado aumentarían el nivel de codificación, y los británicos se encontrarían de nuevo donde comenzaron. Hubo, por lo tanto, ocasiones en que la Escuela de Codificación informó a los Aliados de un ataque inminente y estos optaron por no tomar medidas extremas.
El
uso
restringido
de
la
información
descifrada
funciono
perfectamente. Conclusión
Debido a la naturaleza secreta del trabajo llevado a cabo en Bletchley por Turing y su equipo, su contribución inmensa al esfuerzo de la guerra no pudo ser reconocida públicamente, ni siquiera muchos años después de la guerra. Solía decirse que la Primera Guerra Mundial fue la guerra de los químicos y la Segunda Guerra Mundial la de los físicos. De hecho, de acuerdo con la información revelada en las últimas décadas, quizás sea verdad que la Segunda Guerra Mundial fue también la guerra de los matemáticos, y que en el caso de una tercera guerra su contribución sería aún más importante. Cuando la guerra termino Turing continuo construyendo maquinas cada vez más complejas como el Motor de Cómputo Automático. Además, Turing definió un método teórico para decidir si una máquina era capaz de pensar como un hombre (test de Turing) y realizó contribuciones a otras ramas de la matemática aplicada, como la aplicación de métodos analíticos y mecánicos al problema biológico de la morfogénesis. En el ámbito personal, su condición de homosexual fue motivo constante de fuertes presiones sociales y familiares, hasta el punto de especularse si su muerte por intoxicación fue accidental o se debió a un intento de suicidio.
Norbert Wiener
Norbert Wiener, nació el 26 de noviembre de 1894 en Columbia, y murió el 18 de noviembre de 1964 en Suecia. Fue un matemático estadounidense, conocido como el fundador de la cibernética. Wiener fue un niño extremadamente precoz que a la temprana edad de dieciocho años obtuvo un doctorado de lógica matemática en Cambridge, Reino Unido. Tras fracasar en su intento de enrolarse en el ejército y combatir en la Primera Guerra Mundial, en 1919 el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) le propuso organizar y estructurar un departamento de matemáticas. Científico de múltiples intereses, en la década de 1920 participó, junto con Banach, Helly y Von Neumann, en el desarrollo de la teoría de los espacios vectoriales; más tarde, orientaría su atención hacia las series y las transformadas de Fourier y la teoría de números. En los años cuarenta elaboró los principios de la cibernética, teoría interdisciplinar centrada en el estudio de las interrelaciones entre máquina y ser humano, y que en la actualidad se encuadra dentro del ámbito más general de la teoría de control, el automatismo y la programación de computadoras. En 1947 publicó el ensayo: “Cibernética o control y comunicación en el animal y en la máquina”. Se interesó por la filosofía y por la neurología como áreas del saber fundamentales para la cibernética. “Cibernética o control y comunicación en el animal y en la máquina”
Norbert Wiener pensaba que el cuerpo humano puede estudiarse como una “máquina” con complejos sistemas de control de información. Las observaciones de Wiener se apoyaron en su trabajo junto a la neurofisiología Arturo Rosenblueth a quien había conocido en 1942. Con él estudió las semejanzas entre el cerebro humano y los robots y sistemas automáticos. Wiener y Rosenblueth dedujeron que estos mecanismos eran instrumentos para el procesamiento de información, pues actúan a partir de la información que reciben. Se trata de un comportamiento inteligente (la 'inteligencia
artificial', en el caso de las máquinas), porque es capaz de procesar la información captada y responder. El pensamiento de Wiener sirvió para hacer revisiones y nuevas líneas de investigaciones en numerosos campos del conocimiento. Así, desde las patologías psíquicas a la fisiología del aparato nervioso, desde la sociología de los hábitos y costumbres a la psicología del comportamiento humano se podían estudiar a través de los procesos de comunicación y al control de la información. Publicaciones
Cibernética o el control y comunicación en animales y máquinas (Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine) (1948) Extrapolation, Interpolation and Smoothing of Stationary Time Series with Engineering Applications (1949) Cibernética y sociedad (The Human Use of Human Beings: Cybernetics and Society) (1950) Ex-Prodigy: My Childhood and Youth (1953) (autobiografía) I am a Mathematician. The Later Life of an Ex-Prodigy (1956) (autobiografía) Nonlinear Problems in Random Theory (1958) The theory of Prediction (1956) Beckenback, E.F.(ed.)"Modern Mathematics for Engineers'. New-York, McGraw-Hill. The Tempter (1959) (novela) Dios y Golem S.A. Comentarios sobre ciertos puntos en que chocan cibernética y religión (God & Golem, Inc. A Comment on Certain Points Where Cybernetics Impinges on Religion) (1964) Inventar: sobre la gestación y el cultivo de las ideas introducción de Steve Joshua Heims; traducción de Ambrosio García. Barcelona : Tusquets, 1995. Cybernetics of the Nervous System (1965) (póstumo) Differential Space, Quantum Systems and Prediction, con A. Siegel, B. Rankin, W.T. Martin (1966) (póstumo).
Conclusión
Más allá de convertirse en ciencia, la cibernética abría un campo de reflexión interdisciplinar que aportaba distintos criterios a numerosas áreas de la tecnología. En este sentido, en el avance de la construcción de autómatas y, sobre todo, en el desarrollo de las computadoras, Norbert Wiener se erigió en uno de los grandes precursores de la era digital con la que se inaugura el siglo XXI.
George Devol
George Devol nació en Louisville Kentucky, el 20 de febrero de 1912 y murió el 11 de agosto de 2011. Fue un inventor estadounidense fundador del primer robot industrial. Su familia, de origen humilde, no pudo dar a George una educación paralela al enorme talento que el pequeño demostró atesorar desde su más tierna infancia, aunque no resultó ser un impedimento, pues al final, gracias a su esfuerzo y tesón consiguió su ansiado objetivo: ser ingeniero e inventor. A principios de los difíciles años 30, Devol consigue un trabajo en Cinephone United Corporation, una compañía dedicada a la fabricación de amplificadores de sonido y brazos para fonógrafos (tocadiscos), labor que sigue compaginando con sus experimentos particulares. En 1940, la llegada de la II Guerra Mundial brinda una ocasión única a Devol, pues sus conocimientos en tecnología de radar le permite fundar una pequeña compañía que, pronto, se convirtió en la principal empresa fabricante de contramedidas para radar de los EE.UU., con cerca de 2.000 empleados. Unimate
El éxito de su empresa permite a Devol dedicarse a su pasatiempo favorito: investigar. A mediados de los 40, George estaba especialmente interesado en el diseño de una máquina que fuera de fácil manejo, adaptable a su entorno y que funcionara de forma automática, objetivo que lograría en 1954 tras patentar un manipulador programable, auténtico embrión del robot industrial, y acuñar el término automatización. En 1956, Joseph Engelberger, director de ingeniería de la división aeroespacial de la empresa Manning Maxwell y Moore en Stanford, coincide con Devol en un cóctel. Tras un frenético intercambio de ideas y pareceres, ambos deciden crear la primera compañía fabricante de robots, fundando la Consolidates Controls Corporation, que más tarde se convertiría en Unimation (Universal Automation). Pronto, la agudeza creativa de Devol y la pericia comercial de Engelberger dieron sus frutos, consiguiendo en 1960, un contrato con la General Motors para instalar un brazo robótico, el Unimate, en su fábrica de Trenton (Nueva Jersey). La máquina, con un peso de 1.800 kilos, está considerada como el primer robot industrial de
la historia y fue diseñada para levantar y apilar grandes piezas de metal caliente de hasta 225 kilos de una troqueladora de fundición por inyección. Tras el Unimate, la firma de Devol y Engelberger siguió introduciendo nuevos modelos en el mercado con un éxito de implantación total, y aunque posteriormente George Devol se apartó del desarrollo y comercialización de su invento, nadie puede dudar de la tremenda importancia de su creación. Hoy en día, se calcula que el número de robots industriales instalados en el mundo es de un millón de unidades, unos 20.000 en España, siendo Japón el país más “robotizado” del planeta con una media de 322 robots por cada 10.000 trabajadores. Tetsuro Mori
Tetsuro Mori, nació en Japón. Es Ingeniero de la empresa japonesa Yaskawa Electric Co. (Aquino Robles, Corona Ramírez, Fernández Nava, & Cuervo Pinto, 2010). Tetsuro Mori es más conocido por que en 1969, Mori, acuño el término Mecatrónica. El término "Mecatrónica" fue acuñado en Japón a principios de los 80’s y comenzó a ser usado en Europa y USA un poco después. "Mecatrónica es la integración cinegética de la ingeniería mecánica con la electrónica y con el control de computadores inteligentes para el diseño y la manufactura de productos y procesos". En 1971 a Yaskawa Electric Co. Se le otorga el derecho de marca. En 1982 Yaskawa permite el libre uso del término.
