miércoles, 23 de mayo del 2018 Fecha
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Nanomagnetismo, espintrónica…¿Hasta dónde llegaremos?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Ciencia futura    ~    Comentarios Comments (0)

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“El extraterrestre es mi hermano”  [Y entonces salimos para volver a ver las estrellas]. Con este célebre verso finaliza el Canto del Infierno de la Divina Comedia de Dante, y que sirve para describir la misión de la Astronomía, que es sobre todo, la de restituir a los hombres la dimensión justa de las criaturas pequeñas y frágiles ante el escenario inconmensurable de millones y millones de galaxias.

Protocúmulo en formación

                       ¿Y si después descubriéramos que no estamos solos en el Universo?

La Astronomía tiene un profundo valor profundamente humano. Es una Ciencia que abre el corazón y la Mente. Nos ayuda a situar en la perspectiva correcta nuestra vida, nuestras esperanzas y nuestros problemas. En este sentido, podemos decir que, estamos más cerca que nunca del Universo del que formamos parte.

No puedo explicar como me han salido esas palabras del comienzo, toda vez que, mi intención cuando comencé a escribir, era la de hablar un poco del magnetismo y de cosas pequeñas que, en el futuro no muy lejano, nos pueden situar en el plano de lo más alto de la tecnología.

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El estudio del magnetismo en España está a un buen nivel y su dinámica está distribuida por todo el pais. La Física de esta disciplina despertó allá por los años setenta y, hasta el momento, no ha hecho más que crecer. Amplias son las aplicaciones del magnetismo en los problemas básicos, como las omnipresentes aplicaciones tecnológicas del magnetismo. Estas temáticas abarcan desde la investigación en materiales masivos clásicos, tales como los duros para imánes permanentes y blandos para transformadores, sensores o actuadores, hasta los aspectos más modernos relacionados con los nanomateriales y la espintrónica. Hoy día, es en este último campo donde se desarrolla la mayor parte de la actividad investigadora relacionada con el magnetismo en España y en el resto del Mundo.

Proceso de vaciado del núcleo de oxo-hidróxido de hierro y “rellenado” de material magnético duro.

Esquema artístico del experimento de bombardeo con un pulso de corriente de electrones sobre un disco de lámina delgada de CoCrPt (cuadrado). El pulso crea campos magnéticos sobre el disco (circulos), según la ley de faraday.

Los llamados nanomateriales constituyen una nueva generación de sistemas preparados artificialmente, que tienen un gran impacto científico tanto por lo que hace referencia a la ciencia básica como a sus aplicaciones tecnológicas. Todos ellos comparten la característica común de contener estructuras de tamaño nanométrico. Es precisamente la existencia de esas escalas nanométricas lo que confiere grados de libertad a la complejidad de estos sistemas y da lugar a la aparición de una gran variedad de nuevos fenómenos. El control de una estructura mediante distintas técnicas de preparación y de tratamiento ulterios permite  prediseñar a la carta sus resultados finales. Es por ello que, en las últimas décadas, los nanomateriales se han convertido en sistema paradigmáticos para el descubrimioento de nuevos fenómenos y la exploración de modelos y teorías de la ciencia de materiales y la física, como es el caso de la magnetorresisitencia gigante,descubiertas por los Profesores Fert y Grünberg que obtuvieron el Nobel de Física de 2007.

GMR de válvula de spin.

En particular los nanomateriales magnéticos han adquirido una gran relevancia científica y tecnológica desde que, hace 60 años , Louis Neel y otros centraran su atención en los sistemas magnéticos de partículas pequeñas y publicaran los primeros trabajos en este campo. Trabajos que allanaron el camino hacia lo que hoy en día puede considerarse una de las áreas de investigación más activas en el magnetismo moderno.

El francés Albert Fert y el alemán Meter Grünberg se han hecho con el Premio Nobel de Física 2007 por su descubrimiento de la magnetorresistencia gigante, un efecto de la mecánica cuántica que ha permitido el diseño de lectores de discos duros de ordenadores y la miniaturización de estos dispositivos, ha comunicado hoy la Real Academia de Ciencias de Suecia. El galardón premia así a la primera gran aplicación práctica de la nanotecnología (disciplina de la física dedicada al estudio de la materia de tamaño menor a un micrómetro -una millonésima parte de un metro-).

 

 

Grünberg y Fert en dos imágenes de archivo

 

Grünberg y Fert en dos imágenes de archivovvvv- EFE
Espintrónica:
(Neologísmo a partir de “espín” y “electrónica” y conocido también como magnetoelectrónica) es una tecnología emergente que explota tanto la carga del electrón como su espín, que se manifiesta como un estado de energía magnética débil que puede tomar solo dos valores, + \hbar/2 o - \hbar /2 (donde \hbar es la constante de Planck dividida por 2π o constante racionalizada de Planck (ℏ).

 

 

Aquí notamos las posibles orientaciones del espín (S)
En los últimos cincuenta años, el transporte eléctrico y los fenómenos asociados con el espín del electrón han sido tratados de forma separada en la mayoría de los casos. Así, la investigación científica ha dado lugar por un lado a la microelectrónica y por otro a las aplicaciones del magnetismo. El desarrollo de técnicas de preparación que permiten desarrollar sistemas nanoestructurados cada vez de mejor calidad ha abierto el camino hacia una nueva disciplina conocida como espintrónica, donde el transporte electrónico y el espín se comjugan para dar lugar a una gran riqueza de nuevos efectos. En esta nueva área, se investigan los métodos para producir, manipular y detectar corrientes polarizadas de espín, es decir, se pretende controlar la corriente a través del espín de los electrones.
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Para ello, es fundamental entender los nuevos fenómenos que aparecen cuando la conducción eléctrica se da a través de sistemas magnéticos que contienen nanoestructuras de escala inferior a la distancia característica que el electrón puede recorrer sin cambiar su espín (longitud de difusión del espín). En particular, son de espacial relevancia los procesos de dispersión electrónica y de efecto túnel dependientes del espín, que están en el orgien de muchas de las aplicaciones más prometedoras de la espintrónica, tales como las cabezas lectoras en dispositivos de gravación magnéticas y las memorias magnéticas de acceso aleatorio. A este respecto, es de destacar que el que el premio Nobel de Física del año 2007 por el descubrimiento de la magnetorresistencia gigante (GMR) que arriba representamos, constituye uno de los primeros grandes logros de la espintrónica aplicada a los nanomateriales.
El salto cuántico

En física, un salto cuántico es un cambio abrupto del estado físico de un sistema cuántico de forma prácticamente instantánea. El nombre se aplica a diversas situaciones. La expresión salto se refiere a que el fenómeno cuántico contradice abiertamente el principio filosófico repetido por Newton y Leibniz de que Natura non facit saltus (‘La naturaleza no procede a saltos’).

Resultado de imagen de El salto cuántico del electrón
Está claro que, conocer a fondo lo que se puede extraer de las virtudes del electrón, es algo incalculable y, estamos al tanto de lo más básico de esta pequeña partícula pero, nos queda mucho por estudiar en experimentos aún no realizados que nos puedan hablar de misterios tales como, el salto cuántico y otros que aún no comprendemos bien. en síntesis, un electrón se representa:
orbit_s.gif
Los orbitales p (l=1) están formados por dos lóbulos idénticos que se proyectan a lo largo de un eje. La zona de unión de ambos lóbulos coincide con el núcleo atómico. Hay tres orbitales p (m=-1, m=0 y m=+1) de idéntica forma, que difieren sólo en su orientación a lo largo de los ejes x, y o z.
orbitales_p.jpg
Los orbitales d (l=2) también están formados por lóbulos. Hay cinco tipos de orbitales d (que corresponden a m=-2, -1, 0, 1, 2)
orbitales_d.jpg

Los orbitales f (l=3) también tienen un aspecto multilobular. Existen siete tipos de orbitales f (que corresponden a m=-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3).

 

 

 

orbitales_fa.jpg

 

Una vez descritos los cuatro número cuánticos, podemos utilizarlos para describir la estructura electrónica del átomo de hidrógeno:

 

El electrón de un átomo de hidrógeno en el estado fundamental se encuentra en el nivel de energía más bajo, es decir, n=1, y dado que la primera capa principal contiene sólo un orbital s, el número cuántico orbital es l=0. El único valor posible para el número cuántico magnético es ml=0. Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electrón. Así podríamos decir que el electrón de un átomo de hidrógeno en el estado fundamental está en el orbital 1s, o que es un electrón 1s, y se representa mediante la notación: 1s1 en donde el superíndice 1 indica un electrón en el orbital 1s. Ambos estados de espín están permitidos, pero no designamos el estado de espín en esta notación.

 

 

Resultado de imagen de La espintrónica en física

 

 

Pero volvamos a la espintrónica. Otro problema de gran interés en este nuevo campo es el diseño de una nueva generación de transistores basados en el proceso de espín electrónico, los cuales deben combinar materiales ferromagnéticos y semiconductores. Para este fin, es fundamental optimizar los procesos de inyección de corrientes polarizadas de espín en semiconductores y por ello existe una gran actividad investigadora en los llamados semicondcutores magnéticos diluidos que parecen sistemas muy prometedores. Además, los fenómenos inducidos por el transporte de corrientes polarizadas de espín, tales como transferencia de momento angular del espín, la inversión de la imanación y el movimiento de paredes de dominio, son fundamentales en el diseño de nuevos dispositivos espintrónicos (generación de microondas, memorias magnéticas no volátiles…).

 

 

Resultado de imagen de heteroestructuras por capas delgadas y abarcan desde los óxidos magnéticos con estructuras derivadas de la perovskita hasta materiales conductores

 

 

Por lo que hace referencia a estas temáticas, los materiales que se están estudiando en España se centran principalmente en heteroestructuras por capas delgadas y abarcan desde los óxidos magnéticos con estructuras derivadas de la perovskita hasta materiales conductores, tales como la magnetita (donde se ha estudiado los efectos magnetorresistivos y el efecto Hall anómola en capas epitaxiales) y las aleaciones tipo Heuxler, incluyendo también semiconductores magnéticos diluidos, como por ejemplo Mn-SnO2 y Mn-GaAs.

Finalmente, hay algunos grupos trabajando en el diseño y desarrollo de nuevos dispositivos magnetoelectrónicos para aplicaciones; por ejemplo, biosensores magnetorresistivos que miden la concentración de nanopartículas magnéticas conjugadas las cuales etiquetan la hibridación con un determinado analito, y nano-dispositivos de tipo nanohilos magnéticos y contactos magnéticos atómicos, fabricados mediante técnicas litográficas de haces de iones y electrones.
Resultado de imagen de Materiales amorfos y nanocristalinos
                                                          Materiales amorfos y nanocristalinos
Los materiales FM amorfos (vidrios metálicos) y nanocristalinos magnéticamente blandos, de base Fe o Co y fabricados en forma de polvos, cintas, hilos o microhilos mediante aleado mecánico o técnicas de enfriamiento ultrarrápido, han sido objeto de estudio durante las últimas décadas, tanto por sus importantes aplicaciones tecnológicas en dispositivos electromagnéticos y de alta frecuencia, como por la variada fenomenología que presentan. Las problemáticas más importantes abordan aspectos relativos a:
1. El procesado mediante diversas técnicas (tratamientos térmicos bajo tensión, campo magnético, etc.).
2. La dinámica de movimiento de paredes, proceso de imaginación biestable, fluctuaciones del campo de inversión y coercitividad.
3. Las propiedades magnetoelásticas, magnetocalóricas y de magnetotransporte (térmico o electrónico).
4. El comportamiento electromagnético en alta frecuencia de micro-nanohilos y metamateriales (magnetoimpedancia, resonancia                  ferromagnética).
5. Las aplicaciones como sensores y actuadores magnéticos, y tecnología inalámbrica.
Archivo:Cristaliz.PNG
                  Formas y propiedades del cristal.
Un punto crucial en las aleaciones amorfas y nanocristalinas es la caracterización de la interrelación entre la microestructura y sus propiedades magnéticas y, en particular, la anisotropía magnética. Una de las características mejoradas de los materiales nanocristalinos respecto a los amorfos clásicos es el reducido valor de la anisotropía magnética y como su valor puede variarse mediante la nanoestructuración.
La producción y caracterización de aleaciones de base Fe o Co, obtenidas mediante aleado mecánico en forma de polvo a partir de precursores elementales o de trozos de cintas previamente preparadas por solidificación rápida, se caracterizan por sus buenas propiedades magnéticas y son de interés para la industria pulvimetalúrgica. La optimización de los tratamientos térmicos permite obtener materiales con la nanoestructura deseada mediante un crecimiento cristalino controlado.
Materiales inteligentes

foto

 

Smart Cover desarrolla una botonera de puerta textil para automóviles, que integre todas las funcionalidades en un solo sistema.

El acoplamiento entre las propiedades magnéticas y estructurales de los compuestos intermetalicos TR5(GexSi1-x)con TR= Gd, Tb, Ho, Nd y Er ha despertado gran interés por su posible utilización en refrigeración magnética debido al efecto magnetocalórico gigante. Estos sistemas se caracterizan por la existencia de un intenso acoplamiento magnetoelástico que permite inducir las transiciones estructurales mediante la aplicación de un campo magnético externo, pudiendo así aprovechar el elevado cambio entrópico asociado al calor latente de la transición. De hecho, estos materiales son paradigmáticos por lo que respecta al fuerte acoplamiento entre los grados de libertad estructurales y magnéticos. Por ejemplo, es también posible inducir la transición estructural y el cambio asociado en el estado magnético mediante la aplicación de presión. En estos sistemas, la coexistencia de interacciones FM y AFM va más allá de la frustración magnética típica de los vidrios de espines y da lugar a un estado magnético fuertemente inhomogéneo, conteniendo regiones con orden de corto alcance que compiten por establecer estados FM y AFM de largo alcance en el sistema. De esta forma, el estado magnético del sistema se encuentra en un estado de equilibrio inestable que puede ser modificado fácilmente por la aplicación de una fuerza externa. Por ejemplo, un problema con importantes implicaciones básicas es la aparición de fases Griffiths en algunos de estos compuestos.
Resultado de imagen de Las aleaciones de tipo Heusler de los sistemas Ni-Mn-(Ga, In, Sn) son materiales que presentan efectos magnéticos tanto magnetocalórico como de memoria de forma
Las aleaciones de tipo Heusler de los sistemas Ni-Mn-(Ga, In, Sn) son materiales que presentan efectos magnéticos tanto magnetocalórico como de memoria de forma. Estos últimos son también consecuencia del acoplamiento de los grados de libertad estructurales y magnéticos en aleaciones FM que sufren una transición martensítica a una temperatura inferior a la temperatura de Curie. Para composiciones cercanas a la estequiométrica, estas aleaciones son los materiales prototípicos. La transición martensític se produce en el estado FM desde una estructura cúbica a una fase martensítica tetragonal, en la cual existen diversas variantes (maclas) para los dominios cristalográficos que pueden ser reorientadas bajo la aplicación de campos magnéticos moderados. Consecuentemente, la transición martensítica tiene lugar entre dos estados FM con estructuras de dominios magnéticos diferentes, de manera que el salto en la imanación está controlado por el acoplamiento magnetoelástico en la escala mesoscópica de las variantes martensíticas. Para ciertas composiciones, dicho salto produce efecto magnetocalórico gigante a campos moderados. En España, varios grupos de investigación están trabajando en estos materiales preparados en forma de monocristales, policristales, capas delgadas y cintas.
Intermetálicos
Variación del límite elástico con la temperatura para diferentes contenidos de Al.
Ciertas tierras raras metálicas, Ce, Eu e Yb, cuando se las alea con otros elementos, principalmente Cu, Al, B, Ge, Sn, Pd, Ni, Fe, Co, formando compuestos intermetálicos ternarios y cuaternarios, dan origen a una fuerte correlación (de canje y de Coulomb) entre las bandas 4f y de conducción (5d16s2), lo que da lugar a los fenómenos de valencia fluctuante, fermión pesado y efecto Kondo (local y de red), debido a cierta inestabilidad de la capa magnética 4f. Aparece también magnetoestricción asociada al acoplamiento magnetoelástico, el origen de la cual está todavía en discusión. En concreto, en este tema, se está analizando el comportamiento de valencia fluctuante y de fermiones pesados que muestra la serie Ce-Ni-Sn-Ge, el magnetismo itenerante en Y2Fe17 y Y2Fe14B, y la mezcla de comportamiento de fermiones pesados y superconductividad en la serie de compuestos intermetálicos CeXT3, con X = Ru, Rh, Au, Ag, Pt, Pd, Cu y Ni, y T = Sn y Al.
Resultado de imagen de magnetoestricción asociada al acoplamiento magnetoelástico
El recorrido podría ser mucho más largo. Sin embargo, está claro que, para el personal no versado en estos temas, podría ser tedioso y terminar por cansar. Sin embargo, he querido dejar aquí hoy un resumen de este trabajo tan bien estructurado por Xavier Batle y Amílcar Labarta que, fue pubblicado en el número 4 del Volumen 23, en el Año 2009 por la Revista Española de Física. Se nos habla de las muchas posibilidades que tenemos en lograr grandes victorias mediante el estudio de las propiedades de lo muy pequeño, y, desde luego, hay que estar de acuerdo en que, mucho de esta ciencia será lo que escriba nuestro futuro.
emilio silvera

¿Humano o Robot?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Ciencia futura    ~    Comentarios Comments (1)

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Aquí dejo un resumen del pensamiento de Roger Penrose sobre este tema tan interesante que, nos regala en su LIbro Las Sombras de la Mente.

¿El hombre es un robot creado por extraterrestres?

¿EL HOMBRE O EL ROBOT?

He dado muchas vueltas a la IA y a la consciencia de los seres vivos. Las conclusiones a las que he podido llegar son que el pensamiento consciente debe involucrar componentes que no pueden ser siquiera simulados adecuadamente por una mera computación; menos aún podría la computación por sí sola, provocar cualquier sentimiento o intención consciente. En consecuencia, la mente debe ser realmente algo que no puede describirse mediante ningún tipo de términos computacionales.

Bien es verdad que no tenemos una comprensión científica de la mente humana. Sin embargo, esto no quiere decir que el fenómeno de la consciencia deba permanecer fuera de la explicación científica. Ya se están buscando caminos científicos para dar esa explicación del misterio más profundo (seguramente) del Universo.

La comprensión es, después de todo, de lo que trata la ciencia; y la ciencia es mucho más que la mera computación mecánica.

¿Cuál es el campo de acción de la ciencia? ¿Son solamente los atributos materiales de nuestro Universo los que son abordables con sus métodos, mientras nuestra existencia mental debe quedar para siempre fuera de su alcance? ¿O podríamos llegar algún día a una comprensión científica adecuada del profundo misterio de la mente? ¿Es el fenómeno de la consciencia humana algo que está más allá del dominio de la investigación científica, o podrá la potencia del método científico resolver algún día el problema de la propia existencia de nuestro yo consciente?

Creo que se avecina un cambio importante, y, nuestros cerebros que forman parte del mundo material del Universo, tiene un ingrediente que aún no hemos llegado a comprender. Incluso con nuestra limitada comprensión actual de la naturaleza de este ingrediente ausente en nuestro saber, sí podemos empezar a señalar donde debe estar dejando su huella, y como debería estar aportando una contribución vital a lo que quiera que sea en que subyacen nuestros sentimientos y acciones conscientes.

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Una visión científica del mundo que no trate de entender en profundidad el problema de la mente consciente no puede tener pretensiones serias de compleción. La consciencia es parte de nuestro Universo, de modo que cualquier teoría física que no le conceda un lugar apropiado se queda muy lejos de proporcionar una descripción auténtica del mundo.

Claro que, todo conocimiento científico es un arma de dos filos. Lo que realmente hacemos con nuestro conocimiento científico es otra cuestión. Tratemos de ver dónde pueden llevarnos nuestras visiones de la ciencia y la mente.

Pensemos que incluso en aquellos países afortunados donde hay una paz próspera y una libertad democrática, los recursos naturales y humanos son malgastados de formas aparentemente absurdas. ¿No es ésta una clara muestra de la estupidez general del hombre? Aunque creemos representar el pináculo de la inteligencia en el reino animal, esta inteligencia parece tristemente inadecuada para manejar muchos de los problemas a los que nuestra propia sociedad nos obliga a hacer frente.

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El grupo de científicos de Cern han iniciado su primer intento de enviar un haz de protones por el Colisionador de Hadrones (LHC: Large Hadron Collider)

Pese a todo, no pueden negarse los logros positivos de nuestra inteligencia. Entre dichos logros se encuentran nuestras impresionantes ciencia y tecnología. En realidad, algunos de estos logros son alto cuestionables a largo (o corto) plazo, así lo atestiguan múltiples problemas medioambientales y un genuino temor a una catástrofe mundial inducida por las nuevas tecnologías traídas de la mano por nuestra moderna sociedad (aquí mismo, en éste foro, se ha expresado el temor sobre las consecuencias que traerá el LHC).

Pero, no podemos mirar para otro lado sin ver que, nuestras tecnologías no sólo nos proporciona una enorme expansión del dominio de nuestro yo físico sino que también amplia nuestras capacidades mentales mejorando en gran medida nuestras habilidades para realizar muchas tareas rutinarias. ¿Qué pasa con las tareas mentales que no son rutinarias, las tareas que requieren inteligencia genuina?

robots technology bot modern think eset softwares

A veces me pregunto si podrían ser los Robots la respuesta. ¿No existe la posibilidad completamente diferente de una enorme expansión de una capacidad mental, a saber, esa inteligencia electrónica ajena que apenas está empezando a emerger de los extraordinarios avances en tecnología de ordenadores? De hecho, con frecuencia nos dirigimos ya a los ordenadores en busca de asistencia intelectual.

Hay muchas circunstancias en las que la inteligencia humana sin ayuda no resulta nada adecuada para prever las consecuencias probables de acciones alternativas. Tales consecuencias pueden quedar mucho más allá del alcance del poder computacional humano; así pues, cabe esperar que los ordenadores del futuro amplíen enormemente este papel, en donde la computación pura y dura proporcione una ayuda incalculable para la inteligencia humana.

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                  Ordenador cuántico en proceso

Pero ¿no cabe la posibilidad de que los ordenadores lleguen finalmente a conseguir mucho más que todo esto? Muchos expertos afirman que los ordenadores nos ofrecen, al menos en principio, el potencial para una inteligencia artificial que al final superará a la nuestra. Una vez que los robots controlados por ordenador alcancen el nivel de “equivalencia humana”, entonces no pasará mucho tiempo, argumentan ellos, antes de que superen rápidamente nuestro propio y exiguo nivel. Sólo entonces, afirman estos expertos, tendremos una autoridad con inteligencia, sabiduría y entendimiento suficientes que sea capaz de resolver los problemas de este mundo que ha creado la humanidad.

A todo esto señalan el rapidísimo crecimiento exponencial de la potencia de los ordenadores y basan sus estimaciones en comparación entre la velocidad y precisión de los transistores, y la relativa lentitud y poca sólida acción de las neuronas. De hecho, los circuitos electrónicos son ya más de un millón de veces más rápido que el disparo de las neuronas en el cerebro (siendo la velocidad de aproximadamente 10 exp. 9 segundos para los transistores y de 10 exp. 3 segundos para las neuronas, y tienen una exactitud cronométrica y una precisión de acción que de ningún modo comparten las neuronas.

Resultado de imagen de El Chip Intel Pentium tiene más de tres millones de de transistores en una "rodaja de silicio" del tamaño aproximado de una uña del pulgar, capaz cada uno de ellos de realizar 113 millones de instrucciones por segundo

El Chip Intel Pentium tiene más de tres millones de de transistores en una “rodaja de silicio” del tamaño aproximado de una uña del pulgar, capaz cada uno de ellos de realizar 113 millones de instrucciones por segundo.

Se argumenta que el número total de neuronas de un cerebro humano (unos cientos de miles de millones) supera absolutamente al número de transistores de un ordenador. Además, existen muchas más conexiones, en promedio, entre neuronas diferentes que las que existen entre los transistores de un ordenador. En particular las células de Purkinje en el cerebelo pueden tener hasta ochenta mil terminaciones sinápticas (uniones entre neuronas), mientras que para un ordenador, el número correspondiente es de tres o cuatro a lo sumo. Además, la mayoría de los transistores de los ordenadores actuales están relacionados solamente con la memoria y no directamente con la acción computacional, mientras que tal acción computacional podría estar mucho más extendida en el caso del cerebro.

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No necesitan comer, no les afecta la radiación del Espacio, no tienen que dormir, sus recambios están a mano y pueden alcanzar la inmortalidad, tienen una fuerza descomunal…

Si hiciéramos caso de las afirmaciones más extremas de los defensores más locuaces de la IA, y aceptáramos que los ordenadores y los robots guiados por ordenador superarán con el tiempo (quizá en muy poco tiempo) todas las capacidades humanas, entonces los ordenadores serían  capaces de hacer muchísimo más que ayudar simplemente a nuestras inteligencias. Podríamos entonces dirigirnos a estas inteligencias superiores en busca de consejo y autoridad en todas las cuestiones de interés; ¡y finalmente podrían resolverse los problemas del mundo generados por la humanidad!

Pero parece haber otra consecuencia lógica de estos desarrollos potenciales que muy bien podría producirnos una alarma genuina. ¿No harían estos ordenadores a la largo superfluos a los propios humanos? Si los robots guiados por ordenador resultaran ser superiores a nosotros en todos los aspectos, entonces ¿no descubrirían que pueden dirigir el mundo sin ninguna necesidad de nosotros? La propia humanidad se habría quedado obsoleta. Quizá si tenemos suerte, ellos podrían conservarnos como animales de compañía.

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Esperémos que la Mente Humana y los pensamientos originales prevalezcan sobre esa otra “especie” nueva que, a no tardar mucho tendremos conviviendo con nosotros… ¿No sabemos con qué resultado!

Yo, como he dejado claro otras veces. Soy partidario de pensar que, una cosa es la Inteligencia Artificial y otra muy distinta es el pensamiento consciente, muy superior a aquella que trabaja sólo con los datos suministrados previamente, sin poder de repentizar una solución que no esté en su programación. ¿Llegarán los robots algún día a pensar por sí mismos, como ahora lo hacemos nosotros?

La cuestión no es nada sencilla y plantea muchas variantes de entre las que, así, de momento, podríamos exponer aquí las siguientes:

Resultado de imagen de Los robot del futuro

  • Todo pensamiento es computación; en particular, las sensaciones de conocimiento consciente son provocadas simplemente por la ejecución de computaciones apropiadas.
  • El conocimiento es un aspecto de la acción física del cerebro; y si bien cualquier acción física puede ser simulada computacionalmente, la simulación computacional no puede por sí misma provocar conocimiento.
  • La acción física apropiada del cerebro provoca conocimiento, pero esta acción física nunca puede ser simulada adecuadamente de forma computacional.
  • El conocimiento no puede explicarse en términos físicos, computacionales o cualesquiera otros términos científicos.
Imagen relacionada

Está claro que adentrarnos aquí a ciertas profundidades del pensamiento, no parece adecuado ni al momento ni al lugar, sin embargo, debemos pensar en que, la propia materia parece tener una existencia meramente transitoria puesto que puede transformarse de una forma en otra. Incluso la masa de un cuerpo material , que proporciona una medida física precisa de la cantidad de materia que contiene el cuerpo, puede transformarse en circunstancias apropiadas en pura energía (según E=mc2) de modo que incluso la sustancia material parece ser capaz de transformarse en algo con una actualidad meramente matemática y teórica.

De todas las maneras, por mi parte, me quedo con el punto tercero de los enumerados anteriormente, es un punto de vista más operacional que el anterior, puesto que afirma que existen manifestaciones externas conscientes (por ejemplo, cerebros) que difieren de las manifestaciones externas de un ordenador: los efectos externos de la consciencia no pueden ser correctamente simulados por un ordenador.

Resultado de imagen de Los robot del futuro

¿Permite la Física actual la posibilidad de una acción que, en principio, sea imposible de simular en un ordenador? La respuesta no está completamente clara, sin embargo, según creo, es que tal acción no computacional tendría que encontrarse en un área de la física que está fuera de las leyes físicas actualmente conocidas.

Claro que, en este simple comentario, no queda claro quien será el vencedor final: Fisicalismo frente a Mentalismo. Seremos tan estúpidos como para poder crear máquinas que nos superen en inteligencia hasta el punto de que puedan dominarnos.

Ahí queda la pregunta flotando en el aire.

emilio silvera

La ciencia avanza

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Los grandes avances científicos que llegarán en 2017

Ocuparán un lugar central en el mundo de la ciencia el año que viene, según las revistas Science y Nature. Destaca la astronomía, la biomedicina y la física básica y aplicada

 

¿Un nuevo planeta en el Sistema Solar?

 

 

Representación artística del Planeta X, hipotético noveo planeta del Sistema Solar
Representación artística del Planeta X, hipotético noveo planeta del Sistema Solar- NASA
reportaje de  prensa

Según las prestigiosas revistas Science y Nature, 2017 será un año dominado por noticias de ciencia relacionadas con la astronomía, la física y la biomedicina.

Durante este año habrá más oportunidades para detectar por fin al hipotético Planeta X, un firme candidato a convertirse en el noveno planeta del Sistema Solar. Hasta ahora no se ha podido observar directamente a través de un telescopio, pero las evidencias apuntan a que este cuerpo tendría un tamaño parecido al de Neptuno y que estaría en una órbita muy lejana, que recorrería en 20.000 años terrestres.

Imagen relacionada

Su existencia se propuso en 2016 a partir de los efectos gravitacionales detectados sobre los cuerpos del cinturón de Kuiper, una región exterior de nuestro sistema planetario, pero se espera que pueda ser hallado en tres años.

Algunos incluso han sugerido que su presencia explicaría un ligero movimiento del Sistema Solar. También se ha propuesto que su actual posición podría deberse a un empujón gravitacional que le dio Júpiter en el pasado.

Al margen del Planeta X, la NASA lanzará un nuevo e importante satélite para buscar exoplanetas más allá del Sistema Solar, la misión «Transiting Exoplanet Survey Satellite» (TESS).

 

La ciencia que viene

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Así será el mundo en el año 2074: la inteligencia artificial habrá superado a la humana y la muerte será un pequeño problema técnico ya superado

 

Syfy estrena en España la serie «Incorporated» que plasma una sociedad que se mueve sin problema alguno en coches completamente autónomos, donde la biometría es el principal factor de verificación e identificación de las personas y donde los teléfonos inteligentes físicos ya no existen porque han evolucionado a «smartphones» holográficos. ¿Realidad o ficción?

Jose Luis Cordeiro y Javier Sirvent en el estreno de «Incorporated»

 

 

 

Jose Luis Cordeiro y Javier Sirvent en el estreno de «Incorporated» – ÁNGEL DE ANTONIO

 

 

 

El primer gran salto tecnológico debería producirse en 2020. Pero no será el único. En 2045, el mundo no tendrá nada que ver con el que ahora conocemos. Y en 2074, lo que nos parecía pura ciencia ficción de la mejor producción de Hollywood, será realidad. Agárrense porque vienen curvas.

Para hacernos una ligera idea de cómo será el mundo dentro de 57 años basta con ver «Incorporated». La serie, que esta noche estrena Syfy en España, plasma una sociedad que se mueve sin problema alguno en coches completamente autónomos, donde la biometría es el principal factor de verificación e identificación de las personas y donde los teléfonos inteligentes físicos ya no existen porque han evolucionado a «smartphones» holográficos. ¿Realidad o ficción?

«En muchas ocasiones, la ciencia ficción de hoy es la ciencia real de mañana», asegura José Luis Cordeiro, ingeniero y profesor fundador de la Singularity University en Silicon Valley. Se trata de una institución sobre las nuevas tecnologías que -supuestamente- van a cambiar a la humanidad y van a hacer que sea posible el mundo que el telespectador va a ver en «Incorporated».

Al fin y al cabo, muchas de las cosas que hemos visto en al ciencia ficción se han convertido en realidad. Tal y como recuerda Javier Sirvent, Technology Evangelist, Stanley Kubrick mostró en su filme «2001: Odisea en el espacio» (1968) lo que hoy son las tabletas, «gadgets» inimaginables hace 49 años. Y hay más ejemplos.

En «Regreso al Futuro II» (1989), Marty McFly viajaba al 21 de octubre del año 2015 en un monopatín volador que Lexus ya ha convertido en realidad, aunque de momento solo se trate de un prototipo que no se comercializa. Tampoco nadie se imaginaba, ni el mismo Martin Cooper, que el teléfono móvil evolucionaría a lo que hoy son los «smartphones». Por tanto, no parece descabellado pensar que el Hyperloop acabará siendo una realidad, al igual que los coches autónomos o que los cerebros humanos puedan conectarse, fusionar e interactuar con los ordenadores, tal y como pretende Elon Musk con su nueva empresa Neuralink.

Las compañías tecnológicas se están abriendo campo. La inteligencia artificial se ha convertido en la semilla de oro a explotar por parte de los principales gigantes. La integración entre el hombre y la máquina es cada vez mayor y la epigenética es una realidad de la que no se podrá escapar. Y todo con un objetivo: que la tecnología mejore las habilidades de las personas.

Pero el ejemplo más «extremo» está en Alphabet (Google). Una de sus empresas, Calico, se dedica a la investigación sobre la longevidad. «El objetivo de Calico es resolver un pequeño problema técnico llamado muerte», afirma Cordeiro. «Nosotros esperamos detener el proceso de envejecimientoen 20-30 años. Es decir, vamos a ver la muerte de la muerte», asevera el experto. «Esta es la generación más interesante para estar vivo -defiende- porque estamos en la división de la última generación humana mortal y la primera inmortal». Google es quien, de hecho, financia la Singularity University.

«Esto que estamos hablando no es ciencia ficción», apoya Sirvent, a pesar de que en «Incorporated» veamos cómo uno de sus protagonistas es capaz de curarse una herida al momento, que desaparece como por arte de magia, o realizan operaciones de cambio de rostro. «Basta con ver CRISPR, una técnica de manipulación y edición genética de muy bajo coste que va a cambiarlo todo», recuerda.

La supremacía de la inteligencia artificial

 

 

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Así pues, según Cordeiro, transhumanista, después de la singularidad tecnológica, se va a trascender la vida humana y vamos a empezar una edad póstuma de humanos super longevos, super inteligentes y aumentados. Hablamos de humanos capaces de comunicarse telepáticamente o que van a poder viajar a otros planetas, como estamos a punto de hacer a Marte. Tras superar la muerte, el objetivo es colonizar el espacio.

«En 2045, la inteligencia artificial va a superar a la humana y es, en ese momento empezará la singularidad tecnológica», explica Codeiro. Por tanto, será la última invección del ser humano no modificado, es decir, tal y como lo conocemos ahora. «Ya no habrá nada que inventar a menos que nos sumemos a la inteligencia artificial». Y en eso se trabaja ya.

En la actualidad ya hay tecnologías que estimulan el cerebro humano. Tal y como recuerda Sirvent, existen ya la estimulación eléctrica cerebral para determinados casos, como en un francotirador.

Hablar es, para los expertos, una tecnología primitiva; la telepatía será el futuro. Nos comunicaremos por banda ancha, como lo hacen los ordenadores. Así que parece que la «locura» última de Elon Musk no es tan descabellada.

Y, para quienes tengan miedo a este futuro que muestra «Incorporated», el profesor de la Singularity University lanza un mensaje tranquilizador: «¿Prefieres ser más inteligente o no? A lo que hay que tener miedo no es a la inteligencia artificial sino a la estupidez humana».

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Aunque el coste económico pueda ser un factor que intente frenar todos estos avances, Sirvent recuerda que secuenciar un sistema genético costaba mucho dinero al principio. «Hoy por 90 euros se hace así que en cinco años es probable que nuestro teléfono móvil sea capaz, por ejemplo de predecir enfermedades». Al fin y al cabo, ya existen aplicaciones relacionadas con la salud.

«Y las máquinas nos van a ayudar», añade Javier Sirvent justo en un momento en el que la sociedad atraviesa por un momento de crisis ante una pérdida de puesto de trabajos. «La gente en el mundo occidental no comprende por qué los robots son buenos cuando en Oriente sí lo creen», añade Cordeiro. «Son tan buenos en Japón -continúa- que uno de los libros más vendidos es ‘Cómo hacer el amor con un robot’».

Aunque existe también otro inconveniente para que vivamos el mundo de «Incorporated»: «Cuando los americanos encuentran algo con lo que hacen un gran negocio, los chinos lo copian y en Europa nos ponemos a legislarlo», recuerda Javier Sirvent. Veremos sin la legislación es capaz de frenar tales avances.

¿Cómo será esa primera Colonia de Humanos en Marte?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Ciencia futura    ~    Comentarios Comments (0)

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National Geographic recrea en televisión la primera colonia humana en Marte

 

La serie consta de seis capítulos

Planeta Marte misión espacial NASA.

 

 

El viento ha esculpido las características que llamamos “yardangs”, uno de los muchos en esta escena. | Foto por NASA

Por EFE

Año 2033. La nave espacial Daedalus aterriza en Marte con seis astronautas a bordo. Su misión: instalar la primera colonia permanente en el planeta rojo en la ciudad de Olympus. Una futurista aventura que será relatada por el canal National Geographic en un documental, que se estrenará en otoño.

En él se mezclarán escenas de ficción que recrean la vida de los astronautas en Marte con explicaciones de conocidos científicos sobre la posibilidades reales de llevar a cabo una misión así.

National Geographic recrea en televisión la primera colonia humana en Marte

Bajo la dirección del mexicano Everardo Gout, conocido por su película “Días de Gracia” (2011), la serie de seis capítulos mostrará qué condiciones esperan a los futuros colonizadores del planeta y las posibilidades de que su misión tenga éxito.

Entre los actores que participan en el proyecto están el hispano-argentino Alberto Ammann, que interpreta a un hidrólogo mexicano; la rumana Annamaria Marinca, que da vida a una geóloga rusa, y la francesa Clementine Poidatz, en el papel de una psicóloga.

National Geographic asegura que esta serie es la mayor producción nunca hecha por el canal.

Intercaladas en las escenas dramáticas en las que se muestra cómo sería la vida de los astronautas, distintos expertos explicarán desde un punto de vista científico lo que sucede o podría suceder con los humanos y su misión en Marte.

Los seis pioneros, procedentes según el guión de EEUU, México, Nigeria, Rusia y Francia, tendrán que afrontar a lo largo de la serie problemas como la escasez de alimentos, los peligros de un incendio en su base o una tormenta marciana.

Para rodar las escenas que suceden en el planeta rojo se usaron localizaciones en el desierto en Marruecos, pero también se han grabado en estudios en Budapest y se ha recurrido al uso de imágenes generadas por ordenador.

“Hay mucho CGI” (imagen generada por computadora), explica Russel Dogson, director de efectos especiales de la serie, a un reducido número de medios, entre ellos Efe, durante el rodaje en el estudio Origo de la capital húngara.

Dogson explica que uno de los retos más complicados a los que se han enfrentado es la recreación de una tormenta marciana que se acerca.
“También el aterrizaje de la nave fue sorprendentemente difícil, ya que teníamos que tener en cuenta las diferencias de gravedad y presión, fue muy difícil mostrar eso. En general, la gravedad fue un reto”, añade.

Otra de las complicaciones fue la recreación digital de la enorme cueva donde la tripulación crea la colonia de Olympus, cuenta Dogson.

 

 

Las imágenes recién liberadas por la NASA, fueron tomadas el 18 de diciembre, que era día marciano 1,197a del Curiosity en funcionamiento.

En una de las naves más grandes del estudio se han instalado partes de la ciudad, compuesta de una serie de módulos en forma de burbujas y donde los astronautas pueden sobrevivir mientras buscan soluciones a problemas como extraer agua del hielo marciano.

Todo en la ciudad diseñada para la serie responde al principio de eficacia y sencillez, desde el laboratorio al hospital y el comedor y los espacios comunes.

Uno de los espacios más llamativos es el invernadero, donde no sólo se realizan, según el guión, experimentos, sino que es también importante del punto de vista de la supervivencia y la producción de comida.

En las mesas de la cocina, diseñadas con un estilo retro, se pueden ven los restos del desayuno, cereales y café, que han tomado los astronautas en una de las escenas.

Como toque de humor, en una de las mesas hay un ejemplar del libro “Guía del autoestopista galáctico”, olvidado ahí por uno de los astronautas.

El vestuario es muy sencillo, diseños rectos en colores grises y negros, siguiendo la previsión de que “en el futuro todo será más simple” que defiende la responsable de la ropa, la italiana Daniela Ciancio.

Los actores tienen que llevar el traje espacial con un pesado casco en varias escenas, aunque la diseñadora asegura que ha hecho todo lo posible por “hacer más fácil la vida de los actores”.

La serie será presentada en otoño en 171 países y doblada a 44 idiomas.