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Una computadora nueva y revolucionaria, que se basa en el aparente caos de la naturaleza, se puede reprogramar si encuentra un error

Desde el caos surge el orden. Una computadora que imita la aparente aleatoriedad de la naturaleza se puede recuperar en un instante de los fallos, reparando los datos dañados.

Apodada computadora “sistémica”, la máquina autorreparable que ahora opera en el University College London (UCL) podría mantener en marcha los sistemas que son el núcleo de misiones críticas. Por ejemplo, podría permitir que los aviones robóticos (drones) se reprogramen a sí mismos para enfrentarse a daños de combate, o para ayudar a crear modelizaciones más reales del cerebro humano.

Las computadoras caseras son poco adecuadas para modelar procesos naturales tales como el funcionamiento de las neuronas, o cómo forman su enjambre las abejas. Esto se debe a siguen una senda secuencial, ejecutando una instrucción a la vez. “La naturaleza no es así”, dice el científico informático Peter Bentley de la UCL. “Sus procesos son distribuidos, descentralizados y probabilísticos. Y estos procesos son tolerantes a las fallas, capaces de autorrepararse. Un equipo debe ser capaz de hacer eso.”

Las computadoras actuales trabajan siguiendo constantemente una lista de instrucciones: se extrae una desde la memoria y se ejecuta, y el resultado del cálculo es guardado en la memoria. Esto luego se repite; todo bajo el control de un temporizador secuencial denominado “contador de programa”. Si bien el método es excelente para el procesamiento de datos numéricos, no se presta a las operaciones simultáneas. “Incluso cuando parecería que el equipo ejecuta todo el software al mismo tiempo, está fingiendo hacerlo, al mover su atención muy rápidamente entre cada programa”, dice Bentley.

Él y Christos Sakellariou de la UCL han creado un equipo en el que los datos están unidos a instrucciones sobre qué hacer con ellos. Por ejemplo, se vincula la temperatura exterior con lo que se debe hacer si está demasiado caluroso. A continuación, divide los resultados en agrupaciones de entidades digitales llamadas “sistemas”.

Cada sistema tiene una memoria que contiene datos sensibles al contexto, lo que significa que sólo pueden interactuar con otros sistemas similares. En lugar de utilizar un contador de programa, los sistemas se ejecutan en momentos elegidos por un generador de números pseudoaleatorios, diseñado para imitar la aleatoriedad de la naturaleza. Los sistemas ejecutan sus instrucciones al mismo tiempo, y ningún sistema puede prevalecer sobre los otros, dice Bentley. “El conjunto de sistemas interactúa de forma paralela, y al azar, y de estas interacciones, simplemente, emerge el resultado de un cálculo”, explica.

Suena como que no debería funcionar, pero lo hace. Bentley dará una conferencia en Singapur en abril en la que informará que esto funciona mucho más rápido de lo esperado.

Crucialmente, el ordenador sistémico contiene múltiples copias de sus instrucciones distribuidos a través de sus muchos sistemas, de modo que si un sistema se daña, el ordenador puede acceder a una copia limpia para reparar su propio código. Y a diferencia de los sistemas operativos convencionales, que se “cuelgan” cuando no pueden acceder a algo de memoria, el ordenador sistémico funciona sin tener esto en cuenta, ya que cada sistema individual posee su propia memoria.

Los investigadores están ahora trabajando en enseñarle al computador a reescribir su propio código en respuesta a cambios en su medio ambiente, a través de aprendizaje máquinal.

“Es un trabajo interesante”, dice Steve Furber de la Universidad de Manchester, Reino Unido, que está desarrollando una computadora de mil millones de neuronas, similar al cerebro, llamada Spinnaker. De hecho, incluso podría ayudar al equipo de la UCL. “Spinnaker sería una buena plataforma programable para el modelado a mucha mayor escala de los sistemas de computación sistémicos”, dice.

Este artículo apareció bajo el título Machine, heal thyself.

Construya usted mismo un cerebro

El ordenador sistémico se inspira en la naturaleza, pero también lo hace Spinnaker, un ambicioso proyecto de la Universidad de Manchester, Reino Unido, para construir una computadora de mil millones de neuronas en microchips. La idea es crear un superordenador que funcione igual que el cerebro humano utilizando los mismos chips ARM que son el “alma” de la mayoría de los teléfonos inteligentes. El equipo quiere hacer la simulación paralela de grandes redes neuronales utilizando el equivalente al 1 por ciento de la cantidad de neuronas del cerebro humano. Ellos están en camino: utilizando chips que modelas 1.000 neuronas cada uno, su sistema ha creado el equivalente de 750.000 neuronas. “Estamos avanzando lentamente, pero sin pausa”, dice el director del proyecto, Steve Furber.

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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