jueves, 26 de junio de 2008

Peces robóticos que se organizan

Crean peces robotizados capaces de organizarse entre sí
Se comunican vía wireless y servirán para explorar zonas submarinas de difícil acceso


Ingenieros de la Universidad de Washington han ideado unos robots submarinos capaces de trabajar independientemente comunicándose entre sí vía wireless. El robot se llama “Robofish”, y se diferencia del resto de robots submarinos en que tienen la capacidad de organizarse porque pueden comunicarse entre sí y con el exterior vía wireless. Su creadora ha sido la ingeniera Kristi Morgansen, que se ha inspirado en el comportamiento que sigue un grupo de peces a los que ha estado observando y estudiando. La idea es que esta tecnología pueda usarse, entre otras cosas, para seguir grupos de ballenas, manchas contaminantes o explorar partes del océano inaccesibles para el ser humano. Por Raúl Morales.



Ingenieros de la Universidad de Washington han ideado unos robots submarinos capaces de trabajar independientemente comunicándose entre sí vía wireless. Mientras la mayor parte de los robots oceánicos creados hasta la fecha necesitan comunicarse periódicamente con los científicos o con satélites intermediarios para intercambiar información, este diseño (inspirado en el comportamiento de los peces) puede trabajar en cooperación comunicándose únicamente entre ellos.

En los últimos cinco años, Kristi Morgansen, profesora asistente de astronáutica y aeronáutica en la Universidad de Washington, ha construido tres “Robofish” que se comunican unos con otros bajo el agua. Recientemente, ha presentado los resultados de estos años de trabajo en la International Federation of Automatic Control's Workshop on Navigation, Guidance and Control of Underwater Vehicles, donde ha constatado que los primeros test de esta nueva tecnología han sido satisfactorios.

Los robots fueron programados para nadar todos a la vez hacia una misma dirección o para que todos los hicieran en diferentes direcciones. Estas tareas básicas pueden proporcionar las bases para coordinar en el futuro el movimiento de un grupo de robots.

Este experimento ha tenido lugar en un tanque de agua, pero sólo es el principio para crear sistemas capaces de hacer mejores exploraciones bajo las aguas oceánicas.

“Los robots acuáticos no necesitan oxígeno. La única razón por la que tienen que volver a la superficie ahora mismo es para comunicarse”, comenta Morgansen, en un comunicado de prensa. La gran ventaja de su robot es que no necesita volver a la superpie hasta no haber completado su misión.

Explorar medios hostiles

En el futuro, estos grupos de robots submarinos podrían seguir de un modo organizado y cooperando objetivos bajo el agua, como ballenas o una marea negra, explorar cuevas, aguas bajo el hielo o medios peligrosos y hostiles para el ser humano.

El Robofish, que tiene el mismo tamaño que un salmón de unos cuatro kilos, tiene el mismo aspecto que un pez porque usa aletas en lugar de hélices, como suele ser habitual. Las aletas los hacen más maniobrables y menos resistentes aerodinámicamente.

Otros investigadores en el mundo están construyendo robots con aspecto de pez, sin embargo la gran novedad del desarrollo de la Universidad de Washington es que su robot-pez se puede comunicar con la superficie vía wireless.

Para crear el Robofish, Morgansen se ha inspirado una vez más en los sistemas naturales. La ingeniera ha trabajado con Julia Parrish, profesora de la Escuela de Ciencias Acuáticas y Pesca de la Universidad de Washington, para recoger los patrones de peces agrupados.

“Observando animales agrupados, se pueden conseguir maniobras más eficientes y comportamientos más suaves que los que actualmente somos capaces de construir”, explica Morgansen. “La idea de estos experimentos es preguntarnos cómo funcionan y si podemos extraer de ellos algunas ideas”.

El equipo adiestró a algunos peces para que respondieran a estímulos nadando hacia un área en el que tenían alimento. Los científicos han descubierto que, incluso habiendo adiestrado a menos de un tercio del grupo, todo él nadaba hacia esa zona a la vez.

Comportamiento de grupo

“El pez que tiene las ideas claras tiende a dominar sobre aquellos que no las tienen”, comenta Morgensen. “Esto tiene implicaciones sobre lo que va a pasar si se aplica a un grupo de vehículos. ¿Puede un vehículo hacer que el resto de vehículos del grupo haga algo sólo basándose en su comportamiento?”

Además de encontrar la mejor manera para que los robots se coordinen entre sí, los ingenieros se han tenido que enfrentar al problema de cómo transmitir información a través de la densidad del agua.

“Cuando se está bajo el agua, no es posible mandar un montón de datos (vía wireless a través del agua)”, dice Morgansen. Se refiere a que sólo se pueden mandar 80 bytes o 32 números por segundo.

La energía que se necesita para mandar la información a una larga distancia es prohitiva si tenemos en cuenta que las baterías de los robots están limitadas. Además, las señales pueden perderse cuando topan con la superficie de algún obstáculo encontrado en su camino.

Para enviar mensajes entre los Robofish se han usado pulsos de sonar de baja frecuencia u ondas de presión (un tipo de ondas elásticas que pueden viajar a través de líquidos). Los resultados de los primeros experimentos hechos con este dispositivo han puesto de manifiesto que sólo la mitad de la información llegaba satisfactoriamente al robot destinatario.

Ahora los investigadores están usando la habilidad de coordinación que ha demostrado ya su robot pez para hacer tareas similares a las que se tendrá que enfrentar en el océano. Su primera misión será este verano y consistirá en seguir un tiburón de juguete manejado por control remoto.

martes, 24 de junio de 2008

Las emociones pueden ser evocadas de manera inconciente

martes, 17 de junio de 2008 08:20
La mayoría de las personas está de acuerdo con que las emociones pueden ser causadas por un evento específico y que la persona que las experimenta es consciente de la causa. Pero una investigación reciente sugiere que las emociones también pueden ser evocadas y manipuladas de manera inconsciente.

La psicóloga Kirsten Ruys y su colega Diederik Stapel del Instituto para la Investigación de las Conductas Económicas en la Universidad de Tillburg, en Los Países Bajos, han revelado la primera evidencia empírica que sugiere que los humanos no necesitamos ser conscientes del evento que causó nuestro estado de ánimo o emociones, para ser afectados por él. Los científicos elaboraron la hipótesis de que, debido a que los humanos hemos evolucionado para responder rápida e inconscientemente a los estímulos, debemos ser capaces de reaccionar ante un evento emocional sin tener plena conciencia de ello.

Los investigadores midieron los pensamientos, sentimientos y comportamiento de los sujetos de estudio para determinar si emociones específicas eran inducidas en ellos sin que fuesen conscientes de su causa. En el estudio se puso a prueba la teoría de que, debido a la selección natural, los humanos deberíamos ser capaces de detectar automáticamente informaciones específicas que evocan emociones.

Los participantes fueron separados en tres grupos y se les dijo que en el monitor de un ordenador podían aparecer destellos muy cortos. Entonces se les indicó que presionaran la tecla "R" si el destello aparecía en la parte derecha de la pantalla, o la tecla "L" si aparecía en la izquierda.

En realidad, los "destellos" eran imágenes subliminales seleccionadas para provocar miedo, asco o ninguna emoción. Las imágenes aparecían a velocidades variables, pero lo bastante altas como para que a los participantes les resultase imposible ser del todo conscientes de su presencia. En otras palabras, los participantes no se percataban de que estaban mirando imágenes de perros gruñendo amenazantemente, o inodoros sucios, o imágenes neutrales tales como caballos o sillas.

Entonces, se realizaron pruebas a los participantes para medir los efectos de las imágenes en su cognición, sentimientos y comportamiento.

Los llamativos resultados respaldan fuertemente la validez de la teoría puesta a prueba por los psicólogos. Aquellos participantes que miraron sólo las imágenes subliminales desagradables fueron más propensos a utilizar palabras desagradables en un ejercicio que consistía en completar textos con palabras, y a describir sus sentimientos con palabras similares. El resultado equivalente se constató con la reacción de quienes vieron sólo las imágenes que inducían miedo.

Los psicólogos comprobaron también que después de exposiciones rápidas (120 milisegundos) a estímulos emocionales, se desarrolló un estado de ánimo negativo general acompañado por emociones específicas, tales como miedo, después de ver imágenes atemorizantes. Después de las exposiciones ultraveloces (40 milisegundos), sólo se indujo un estado de ánimo negativo general sin una emoción específica involucrada.

Sinestecias

jueves, 19 de junio de 2008 08:05
Un raro fenómeno psicológico conocido como "sinestesia grafema-color" hace que quienes lo experimentan perciban vívidos colores siempre que ven, oyen, o piensan en letras y dígitos ordinarios. Se ha venido considerando que un rasgo distintivo de la sinestesia es que la mayoría de las personas que la experimentan ven cada una individualizadamente, de forma reiterada y coherente, los mismos colores acompañando a grafemas específicos, en tanto que pocas de ellas parecen compartir la misma "tabla de equivalencias". Ahora, los resultados de una nueva investigación se agregan a un conjunto creciente de evidencias que hace pensar en que sí existen elementos comunes a distintas personas con esta clase de sinestesia.

En su estudio propio sobre 70 personas con sinestesia, y en un nuevo análisis de 19 más a partir de datos previamente publicados, la psicóloga Julia Simner, de la Universidad de Edimburgo, y Jamie Ward de la Universidad de Sussex han encontrado que las personas con sinestesia comparten ciertas combinaciones de grafema-color. Por ejemplo, la letra "a" es frecuentemente asociada con la percepción del color rojo.

Otro hallazgo interesante es que los emparejamientos están determinados por cuán frecuentemente se utilizan el grafema y los términos de los colores en el idioma: Las letras comunes (por ejemplo, "a") se asocian a nombres de colores corrientes (por ejemplo, "rojo"), mientras que las letras con un uso menor (por ejemplo "v") se asocian a nombres de colores menos usuales (por ejemplo, "morado").

Esto muestra que las experiencias perceptuales de la sinestesia están influenciadas por el aprendizaje y las características del entorno del sujeto.

Aunque estos resultados pueden ayudar a explicar rasgos comunes de la sinestesia, la relación precisa sigue sin estar clara, según reconocen los autores del estudio.

viernes, 20 de junio de 2008

mentes comparadas.

Las abejas y los humanos toman decisiones de manera similar
Buscamos la apuesta segura ante dos posibles recompensas, priorizando la claridad de las opciones


A la hora de optar por dos opciones para obtener una recompensa, las abejas y los humanos funcionamos de manera parecida, señala un estudio realizado por científicos de Israel. Ambas especies damos importancia no sólo al beneficio que obtendremos, sino también a la claridad de la información con la que contemos acerca de dicho beneficio. La investigación fue realizada con 50 estudiantes universitarios y abejas. Los primeros debían elegir entre dos opciones que les proporcionaban más o menos dinero. Las abejas entre dos opciones de las que dependía obtener gotas de agua azucarada con mayor o menor concentración de azúcar. Los dos grupos funcionaron de manera similar: eligiendo las opciones más seguras y en función de la claridad con que dichas opciones les fueron presentadas. Por Yaiza Martínez.



Cuando se presenta la oportunidad de obtener una recompensa importante acometiendo una acción arriesgada, las personas y las abejas utilizan el mismo mecanismo de toma de decisiones, señala un equipo de investigadores del Technion-Israel Institute of Technology, de la Universidad de Tel Aviv y de la Hebrew University de Israel.

Según publica The Jerusalem Post, los investigadores han descubierto que la gente está más dispuesta a jugársela en una acción de riesgo cuando las diferencias entre las posibles ganancias está bien definida. Por el contrario, si estas diferencias son difíciles de distinguir, prefieren elegir la opción segura, incluso si la probabilidad de fallar en la elección no ha cambiado nada.

El descubrimiento resulta relevante para tratar de saber cómo la gente decide invertir en, por ejemplo, la Bolsa; optar por una determinada persona para casarse, por un lugar concreto de trabajo o por ser honesto en lugar de cometer delitos.

En la revista Nature, además, los investigadores han explicado que la tendencia de la gente de seleccionar la opción más segura entre dos opciones aumenta cuando dicha opción supone una buena ganancia asegurada (es decir, que las personas prefieren una ganancia segura de tres sobre una ganancia de cuatro menos segura). Estos comportamientos se dan también en las abejas.

Experimentos con humanos y animales

En una serie de pruebas realizadas con 50 estudiantes universitarios, los participantes tenían que elegir entre dos teclas de ordenador que no tenían ninguna marca. Pulsando en una de ellas, los voluntarios percibían una recompensa de tres créditos con una seguridad del 100%, mientras que apretando la otra tecla, el pago era de cuatro créditos con una seguridad del 80%.

Los 50 estudiantes aprendían esto a base de probar con ambas teclas y en la medida en que los resultados de sus opciones iban apareciendo en la pantalla del ordenador. En total tuvieron que tomar 400 decisiones, y tendieron a elegir la estrategia arriesgada cuando las recompensas estaban representadas por números simples, como tres créditos o cuatro créditos. Cuando estos números fueron sustituidos por cifras como 30 ó 40 puntos –también claros- se mantuvieron resultados similares.

Sin embargo, cuando los números se reemplazaron por 30 o 40 puntos difuminados de manera que era más difícil distinguir entre ambas recompensas, los participantes cambiaron sus acciones hacia el resultado más seguro.

También las abejas fueron sometidas a pruebas similares, en este caso utilizando su sentido del olfato, y recompensas de gotas de solución azucarada de diversas concentraciones.

Abejas seguras

En primer lugar, los investigadores probaron a las abejas con recompensas para alternativas arriesgadas y seguras a un 10 y a un 5% de concentración de azúcar, respectivamente.

En un segundo experimento, las recompensas fueron menos fáciles de discriminar, entre un 6,7% y un 5% de concentración del azúcar en las gotas y, en una tercera prueba, las recompensas de ambas alternativas fueron del mismo porcentaje. Las abejas tuvieron que optar en 32 ocasiones entre dos olores.

Tendieron, como los humanos, a optar por la estrategia más arriesgada sólo cuando su elección era fácilmente discernible, publica la American Technion Society.

Uno de los autores del estudio, el profesor Ido Erev, del Instituto Technion, señala que la similitud de las respuestas entre las abejas y los humanos demuestra que los procesos de toma de decisiones comienzan a darse en estadios muy tempranos de la evolución, y que suponen un fenómeno muy básico que comparten los humanos con diversos animales.

Erev y sus colaboradores están especializados en el estudio del comportamiento humano en entornos económicos. En investigaciones anteriores, por ejemplo, habían analizado la diferencia en las tomas de decisiones acerca de ganancias entre ratas y humanos.

Señales claras

De esta forma, determinaron que hay gente que no es más hábil que las ratas en su toma de decisiones. Cuando, en un experimento, a las ratas se las enfrentó repetidamente con la opción de recibir una gran recompensa rara vez o una pequeña recompensa con seguridad, los animales escogieron la opción segura, incluso cuando eso suponía una media general menor de recompensas.

Por el contrario, humanos enfrentados a una situación similar, en un juego económico de ordenador, tendieron a escoger la recompensa mayor, incluso cuando ésta era en total menor que las recompensas menores.

Los científicos decidieron descubrir por qué se producía esta diferencia, y lo han averiguado gracias al experimento con las abejas y los 50 estudiantes: para ambas especies, la decisión final depende, no sólo de la recompensa, sino de las señales que perciban acerca de éstas.

En el caso de los humanos, estas señales consistieron en saber la cantidad precisa de recompensa que les esperaba mediante los números, y en el de las abejas mediante el olor. Los investigadores sospechan, por tanto, que la exactitud en la percepción influye en las decisiones finales.

No es la primera vez que tratamos las coincidencias entre los comportamientos humanos y animales en Tendencias21. Otras similitudes entre nuestra especie y las demás demostradas por los científicos son, por ejemplo, que tanto los pájaros como los humanos hacemos planes para el futuro o que los primates tienen un sentido de la justicia parecido al nuestro.

jueves, 19 de junio de 2008

ciencias cognitivas

ver:

La Cibernética: Avance de la ciencia cognitiva

La fase cibernética de la ciencia cognitiva produjo una impresionante gama de resultados concretos, como el uso de la lógica matemática para comprender el funcionamiento del sistema nervioso, la invención de máquinas procesadoras de datos, sentando las bases para la Inteligencia Artificial; el establecimiento de la metadisciplina de la teoría de los sistemas, la teoría de la información como una teoría estadística acerca de las señales y canales de comunicación, los primeros ejemplos de los sistemas autoorganizativos, etc.

La intención declarada del movimiento cibernético era crear una ciencia de la mente. Para sus seguidores, estos fenómenos solo habían sido analizados desde un perspectiva psicológica y filosófica, dejando de lado los fenómenos mentales en la forma de mecanismos explícitos y formulas matemáticas. En 1943 McCulloch y Pitts, propusieron la lógica como la disciplina adecuada para comprender el cerebro y la actividad mental, vio el cerebro como el dispositivo que encarna principios lógicos en sus elementos componentes o neuronas, las cuales eran vistas como dispositivos tipo umbral que podían ser activo o inactivo, pudiendo conectarse unas a otras y mediante sus interconexiones llevar a cabo las funciones de operaciones lógicas de manera tal que el cerebro entero puede considerarse como una máquina deductiva.

Ecología

Las similitudes entre las redes alimentarias de hace unos 500 millones de años y las recientes apuntan hacia principios profundos que sirven de base a la estructura de las relaciones ecológicas, tal y como se demuestra en un estudio llevado a cabo por investigadores del Instituto de Santa Fe y otras instituciones. Se trata del primer estudio dedicado a reconstruir en detalle las redes alimentarias de los ecosistemas antiguos.


Según los investigadores, la ecología de las comunidades del Cámbrico estaba llena de especies que no se parecen en nada a las actuales, pero era significativamente parecida a la moderna. Los resultados del estudio sugieren que las redes de relaciones alimentarias entre las especies marinas que vivían cientos de millones de años atrás son notablemente similares a las de hoy.

Las redes alimentarias representan las interacciones alimentarias entre las especies dentro de un hábitat concreto. Son como las cadenas alimentarias, sólo que más complejas y más realistas. El descubrimiento de regularidades fuertes y perdurables en la forma de organización de tales redes, ayudará a comprender mejor la historia y la evolución de la vida, y, además, podría brindarnos elementos de juicio para predecir cómo los ecosistemas actuales responderán ante las extinciones e invasiones biológicas, cada vez más frecuentes por culpa del Calentamiento Global.



Un grupo multidisciplinario de científicos dirigido por la ecóloga Jennifer Dunne del Instituto de Santa Fe en la ciudad del mismo nombre, del estado de Nuevo México, y del laboratorio PEaCE (Pacific Ecoinformatics and Computational Ecology Lab) en Berkeley, California, estudiaron las redes alimentarias de criaturas marinas preservadas en rocas del Cámbrico, época en la que hubo una súbita y enorme diversificación de organismos multicelulares, incluyendo los primeros precursores de las especies actuales así como muchos animales extraños que desde el punto de vista evolutivo, resultaron ser un callejón sin salida.

El coautor del estudio, Richard Williams, del Microsoft Research Lab en Cambridge, Reino Unido, desarrolló el innovador software Network3D que se utilizó para los análisis y la visualización de las redes alimentarias.

Algunas de las similitudes descubiertas entre las redes alimentarias del Cámbrico y las modernas, son, por ejemplo, la cantidad de especies omnívoras, la de las caníbales, y la distribución de la cantidad de tipos de presas que tiene cada especie.

Información adicional en:

PLoS