sábado, 5 de febrero de 2022

INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL. Test de Turing

                                                                         Test de Turing

La prueba de Turing o Test de Turing consiste en un examen a una máquina para valorar el grado de similitud que tiene con el comportamiento humano. Dicho de otra manera, hasta qué punto una máquina sería capaz de engañar a una persona (juez valorador) haciéndose pasar por un ser humano. El test fue creado y presentado por Alan Turing en 1950 en su artículo científico “Computing Machinery and Intelligence”. Turing planteaba la cuestión de si se podría crear una máquina que fuera capaz de pensar como una persona, incluyendo situaciones donde las emociones y empatía tiene también un peso en la prueba. Turing planteaba esta prueba como una conversación entre “examinador y examinado”. Cuanto mayor tiempo se mantiene esta “conversación” sin atisbar pruebas de que sea una máquina, mayor valoración se obtiene en el test de Turing.

De hecho, desde 1990, existe el Premio Loebner que es una competición anual  entre programas de ordenador en el que cada año se presentan para competir por cuál es el más “humano”. Este premio no está exento de polémica y científicos como Marvin Minsky, considerado uno de los padres de la inteligencia artificial, criticó abiertamente esta prueba argumentando que es un truco publicitario y que no aportaba nada a esta ciencia.

Lo cierto es que este tipo de premios fomentan la creación de programas que tienen aplicaciones en la vida real. 

  • Uno es Captcha (“Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart”) utilizado en webs para identificar los usuarios correspondientes a personas reales. 

  • Los chatbots son utilizados por empresas para atender a sus clientes mediante mensajes de texto y resolver incidencias.

Como curiosidad para los cinéfilos, en la película de Blade Runner (Ridley Scott, 1982) se utiliza una prueba parecida a la del test de Turing. Esta película describe un futuro en el que la sociedad convive con los replicantes, humanos artificiales utilizados como una especie de esclavos que realizan los trabajos más peligrosos. En un momento dado estos replicantes se rebelan y se hace necesario una manera de distinguir un replicante de un humano real. La película comienza con una escena donde un policía humano interroga mediante este test a un sospechoso de ser replicante. (escena test de Turing)



                


miércoles, 2 de febrero de 2022

INTELIGENCIA ARTIFICIAL. Reflexión

                                                                         Reflexión

Hoy en día la percepción que tiene la sociedad sobre la inteligencia artificial ya no es la de antes. Para la mayoría de las personas no expertas como yo, esta visión ha evolucionado con el tiempo. No hace mucho, estas dos palabras evocaban el mundo de los robots y el potencial que imaginábamos que esto tenía en un futuro. Las películas y las noticias con las últimas tecnologías ayudaban a que nos formáramos un concepto de inteligencia artificial que nada tiene que ver con la actualidad.

Ya hemos llegado al “futuro” y aquellos robots que pensamos llegaríamos a conocer no están aquí. Y menos mal, porque entendíamos que el objetivo del desarrollo de la inteligencia artificial era imitar la mente humana lo máximo posible incluidas las percepciones de las emociones y los comportamientos humanos. 

En cambio, lo que sí ha llegado es esta inteligencia artificial enfocada a objetivos concretos. No solamente ha llegado la sustitución de mano de obra humana por robots en cadenas de manufacturación de productos o incluso la conducción automática de vehículos de mercancías. La inteligencia artificial constituye un elemento de apoyo fundamental en muchas de las tareas de profesionales como es en la medicina diagnóstica por ejemplo. Pero también para mejorar aspectos menos tangibles como es el tratamiento para personas con Alzheimer y autismo.


La IA se encuentra instalada e integrada en todos los ámbitos de nuestra sociedad. Desde todo tipo de aplicaciones que se pueden instalar en nuestros móviles para facilitarnos la vida hasta en el mundo de la investigación científica de cualquier ámbito. Por ello considero que la inteligencia artificial es una rama de la ciencia desarrollada por expertos de diferentes áreas que a su vez persiguen el objetivo de facilitar el desarrollo e interpretación de toda la ciencia en general.

Por último, destacar la importancia de establecer una legislación sobre los límites éticos en el desarrollo de la IA tal y como ya existe en el ámbito de la ingeniería genética por ejemplo.



lunes, 31 de enero de 2022

FUENTES Y USOS DE LA ENERGÍA. PILA de mi consumo personal

                                                                     Pila consumo personal

Para averiguar el consumo energético de cada persona se han de tener en cuenta sus rutinas y las diferentes actividades que lleva a cabo. Con ayuda del libro "Energía sostenible, sin malos humos" he obtenido los diferentes datos adaptándolos a mi vida diaria. El cálculo de mi pila de consumo está desglosado en diferentes apartados relacionados con: consumo del coche, avión, calefacción, luz, electrodomésticos, alimentación, fabricación de objetos y su transporte.

COCHE

Para calcular mi consumo de energía con el coche realizaré el siguiente cálculo:

Mi consumo de coche es muy elevado debido a que me tengo que desplazar desde San Sebastián a Pamplona todos los días. La parte positiva es que comparto coche con otra persona y podemos reducir el consumo de energía y con ello el gasto económico. Como docente, en nuestro calendario de curso disponemos de 185 días lectivos de los cuáles me corresponde conducir mi coche un total de 93 días por curso. Como la distancia de Donosti a Pamplona es de 84 kilómetros, al día recorremos 168 km.
  • Distancia recorrida a Pamplona y vuelta a Donosti: 93 días x 168 km = 15.540 km /curso
Además suelo visitar Valencia (574 km) 3 veces al año así que debo incluir la distancia recorrida a Valencia y vuelta a Donosti 3 veces.

  • Distancia recorrida a Valencia y vuelta a Donosti cada año: 1.148 x 3 = 3.444 km/año
Por tanto el total de kilómetros que recorro con mi coche al año es:
  • Total distancia recorrida al año: 15.540 + 3.444 = 18.984 km /año
Distancia total recorrida al día: 18.984 km/ 365 días = 52 km/día

Para calcular la distancia por unidad de combustible calculamos la inversa del consumo, que en mi coche es de 6,9 l /100 km, así que utilizaré el dato de 14 kilómetros por litro.

En cuanto a la energía contenida en un litro de gasolina, obtenemos el dato directamente y que es de 10 kWh/litro.

Con estos 3 datos obtenidos ya puedo calcular mi consumo diario de energía con el coche:



AVIÓN

Una vez al año viajo con mi familia de vacaciones a una distancia similar a la que hay de Bilbao a las islas Canarias. Voy a tomar de referencia Santa Cruz de Tenerife. La ruta en vuelo entre estos dos lugares tiene 2.032 kilómetros de distancia. El modelo de avión es un Airbus A320, con capacidad para 180 pasajeros y un consumo de combustible de 291,8 litros cada 100 km. Esto nos da un consumo de 2,91 litros por unidad de distancia. Si multiplico la distancia y el consumo de combustible obtengo el consumo de combustible para un trayecto que será de 5.913, 12 litros. Así, considerando de nuevo que el contenido de energía del combustible es de 10 kWh por litro, podemos obtener el coste energético del viaje de ida y vuelta en mis vacaciones de verano:



Al ser las vacaciones de verano, en temporada alta, he considerado que el avión está completo.

Por tanto, un viaje de estas características al año significa un gasto promedio diario de:

657 kWh/365 días = 1,8 kWh/día


CALEFACCIÓN (ACS, calefacción y refrigeración)

Agua caliente

La energía necesaria para calentar el agua desde unos 10ºC hasta unos 40ºC durante una ducha es de 1,4 kWh. Considerando que me ducho días alternos y nunca me baño, (¡ya me gustaría!) mi consumo energético de ACS es de unos 0,7 kWh/día.

Calefacción

La potencia de un radiador eléctrico es de 1 kW. En mi casa tenemos 8  unidades de calefacción y somos 2 adultos y 2 niños convivientes. La calefacción está funcionando una media de 2 horas al día durante 5 meses. Así que el consumo de energía es de 2 horas x 8 radiadores = 16 kWh/día. Al año el consumo se convierte en 16 kWh x 150 días = 2400 kWh/ año. En mi casa cada persona consume al año 600 kWh/ año que al día me da un consumo energético personal de 1,64 kWh/día.

A este dato habría que añadir el gasto correspondiente a la calefacción en el trabajo. Aquí los números se me escapan y se me hace complicado calcular el valor real, así que lo que voy a hacer es estimar un gasto energético en paralelo al del hogar. La calefacción en el hogar la utilizo por la tarde y la del trabajo por la mañana. Por tanto lo que voy a hacer es doblar el gasto para calcular aproximadamente mi consumo total de calefacción.

Total calefacción trabajo + hogar = 1,64 kWh x 2 = 3,28 kWh/ día.

ACS + CALEFACCIÓN: 0,7 kWh/día + 3,28 kWh/ día = 3,98 kWh/ día


ELECTRICIDAD

Considerando una media de 22 bombillas en el hogar (8 incandescentes, 13 de bajo consumo y 1 fluorescente) el consumo eléctrico medio por hogar destinado a la iluminación es de 410 kWh/año y estimando 2 personas convivientes. En mi caso personal el número de bombillas es similar (20) y en casa somos 4 personas. Por ello mi cálculo de consumo de luz es de 0,56 kWh/día. A este dato hay que sumar el gasto en el trabajo el cuál se estima en 1 kWh/día. Además el alumbrado público y las luces de tráfico que todos utilizamos hace que cada uno de nosotros tengamos asignado un gasto energético de 0,3 kWh/día

Total luz + hogar + trabajo + calle = 0,56 + 1 + 0,3 = 1,86 kWh/día


ELECTRODOMÉSTICOS

No dispongo de microondas, cafetera de cápsulas ni de un arcón congelador. Siguiendo los consumos de la siguiente tabla, voy a calcular mis consumos energéticos del frigorífico, vitrocerámica, horno, lavadora, secadora y lavavajillas. Son todos electrodomésticos eficientes. Los valores de consumos obtenidos lo dividiré entre 4 (personas convivientes)


                                            “Energías sostenibles. Sin malos humos” UPNA


En mi hogar dispongo de un frigorífico con un consumo de 0,5 kWh/día. Repartido entre 4 convivientes, me corresponde un consumo personal de 0,125 kWh/ día

En mi cocina la placa de vitrocerámica la uso sobre todo para las cenas, durante una hora, lo que tiene un consumo de 3,2 kWh al día. Por persona en mi hogar el resultado es de 0,8 kWh/día.

En mi casa la lavadora la utilizamos cada 2 días durante 1 hora. Así que teniendo en cuenta la tabla de consumos de los electrodomésticos se obtiene un consumo de 1 kWh cada dos días, resultando 0,5 kWh/día. Entre los 4 convivientes, mi consumo de la lavadora es de 0,125 kWh/día.

La secadora, en cambio, la ponemos durante 2 horas cada dos días. Esto quiere decir que hacemos un consumo diario de 1 hora lo que nos da un gasto de 2 kWh/día. Lo dividimos entre 4 y me da un resultado de 0,5 kWh/día.

El lavavajillas lo utilizamos cada 2 días durante 1 hora. Extrapolando con los valores de la tabla nos da un consumo de 0,5 kWh/día. Y de nuevo obtengo un consumo personal de 0,125 kWh/día.

Del resto de dispositivos electrónicos que hay en mi casa, el más significativo es la televisión. No disponemos de impresora, aspiradora, juegos, proyector u ordenador de mesa. La televisión tiene un consumo de potencia de 100 W. Si 40 W de consumo equivalen a 1 kWh/día, mi televisión tiene un consumo de 2,5 kWh/día. Suele estar encendida una media de 2 horas al día, que dividiendo entre 4 personas en casa, el consumo que me corresponde es de 1,25 kWh/día.


Total electrodomésticos: 

frigorífico + vitrocerámica + lavadora + secadora + lavavajillas + televisión = 

0,125 + 0,8 + 0,125 + 0,5 + 0,125 + 1,25 = 2,925 kWh/día


ALIMENTACIÓN

Mi peso es de 53 kilogramos y soy una persona moderadamente activa. Me corresponden 1904 calorías al día que debo obtener a través de los alimentos. Equivale a un consumo energético de 2,21 kWh al día. Este sería el consumo mínimo de alimentos para mí. Veamos si el coste energético es equivalente.

  • Coste energético de beber leche: el consumo energético de beber medio litro de leche (para mí equivale al vaso de leche del desayuno y los dos cafés con leche al día) junto con 50 gramos de queso equivale a 1,2 kWh/d

  • El coste energético de consumir un huevo al día es de 0,5 kWh/d.

  • Comer carne tiene un alto coste energético porque se consume una elevada cantidad de energía también para alimentar al animal. Personalmente tengo la mitad de consumo de carne que la media en España que son 140 g diarios de carne (formada por cantidades iguales de pollo, cerdo y ternera). Utilizaré el dato de 100 gramos para obtener un valor más aproximado a mi realidad. Extrapolando a la cantidad de carne que se necesita del animal vivo sería de 48,5 kg, que corresponde con 72,75 kg de animal (ya que solo dos tercios del animal se convierten en carne para consumir, el resto son huesos y vísceras). Si los 72,75 kg de animal tienen los mismos requerimientos energéticos que un humano, cuyos 65 kg consumen 3 kWh/d, la energía requerida será:




  • El coste correspondiente al consumo de maquinaria agrícola y al regadío es de 2,5 kWh/d (según estudio realizado por IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía)


  • Total coste alimentación: 1,2 + 0,5 + 3,03 + 2,5 = 7,23 kWh/d


FABRICACIÓN DE OBJETOS

Los siguientes datos han sido obtenidos de “Energía sostenible. Sin malos humos”. UPNA

  • Envases ligeros: 1,5 kWh/d

  • Vidrio: 0,5 kWh/d

  • Electrodomésticos y electrónica: 6 kWh/d por hogar. Lo divido entre 4 personas: 1,5 kWh/d

  • Pilas: 0,1 kWh/d

  • Ropa: 0,5 kWh/d

  • Periódicos, revistas y propaganda impresa: 1 kWh/d

  • Casa: 1 kWh/d

  • Coche: 14 kWh/d

  • Carreteras. 1,4 kWh/d


Total fabricación de objetos: 1,5 + 0,5 + 1,5 + 0,1 + 0,5 + 1 + 1 + 14 + 1,4 = 21,5 kWh/d


TRANSPORTE DE OBJETOS

  • Por carretera: 12 kWh/d

  • Por mar: 5 kWh/d

  • Aéreo: 0,075 kWh/d

  • Ferroviario: 0,04 kWh/d

  • Suministro y tratamiento de aguas: 0,16 kWh/d

  • Desalación: 0,15 kWh/d

  • Mercados minoristas: 0,5 kWh/d


Total transporte de objetos: 12 + 5 + 0,075 + 0,04 + 0,16 + 0,15 + 0,5 = 17, 925 = 18 kWh/d


Mi pila de consumo personal quedaría así:

Transporte mercancías = 18 kWh/d

Fabricación cosas = 21,5 kWh/d

Alimentación = 7,23 kWh/d

electricidad = 1,86 kWh/ día + 2,925 = 4,785 kWh/d

calefacción = 3,98 kWh/día

avión = 1,8 kWh/d

coche = 37,14 kWh/d

Consumo de Yolanda = 94,435 kWh/d


 Por tanto mi consumo personal supera al de la media en España que es de 85 kWh/d. Soy consciente de que mi consumo de combustible es elevado. Mis viajes diarios al trabajo en coche hacen que mi media de consumo sea más elevada. Una solución a esto sería comprar un vehículo híbrido o utilizar el transporte público. En cuanto al vehículo espero que pronto se abaraten los precios y dispongamos de una red suficiente para cargar el vehículo sin problemas. En cuanto al transporte público hoy en día me supone una inversión de tiempo que dobla a la del transporte en coche.

En el hogar podría sustituir la secadora por colgar la ropa en la terraza pero esto depende de la lluvia. 

Y por lo demás, cambiar otros hábitos como la alimentación y renovar todas las bombillas de la casa que no sean de bajo consumo por otras más eficientes.


miércoles, 26 de enero de 2022

MATEMÁTICAS PARA LA VIDA COTIDIANA. Historia de Google

                                                                     Historia de Google

Larry Page y Sergei Brin, que en 1996 crearon el buscador más famoso de internet, Google, se conocieron en la Universidad de Stanford mientras realizaban el doctorado en Ciencias Informáticas. Era la época en que Internet llevaba varios años desarrollándose y las transferencias de hipertextos entre universidades cada vez eran más numerosas hasta que poco a poco se consiguió que usuarios externos pudieran acceder a estas antiguas páginas webs.

Por tanto se hacía necesaria la creación de buscadores para poder acceder de manera más concreta a la información, cada vez más extensa, en el “vasto océano” de Internet. Larry Page y Sergei Brin se conocieron en ese momento y su mutuo interés por la creación de un buscador que fuera realmente efectivo les hizo concentrar toda su dedicación en este objetivo. Abandonaron sus estudios doctorales y se volcaron únicamente en la creación del buscador Back Rub, que pasó a llamarse Google en 1997, inspirados en el término matemático “gúgol” que quiere decir 10 elevado a la potencia de 100.

Para desarrollarlo necesitaron de varios inversores que confiaron en el proyecto. Se puede decir que todo empezó en un garaje alquilado que llenaron con numerosos servidores y dos routers. Durante meses desde su creación, el proyecto continuó en el garaje. En poco tiempo Google se iba convirtiendo en el buscador más utilizado para buscar información concreta en Internet, superando incluso al que en esa época era el más popular, Altavista.

¿Qué es lo que hacía que los usuarios se decantaran por Google en lugar de otros buscadores? ¿Qué lo hacía diferente?

Para la redacción de este artículo he utilizado Google para buscar información. Con tan solo las palabras “historia” y “google” en la barra de búsqueda, Google ha tardado 0,75 segundos en encontrar aproximadamente 2.970 millones de páginas relacionadas. ¿Y por donde empiezo yo a leer? ¿Cuál de todas escoger? ¿Qué páginas son las más adecuadas para encontrar la información que quiero? Google me lo dice. Ordena las páginas de  manera que las primeras seleccionadas son las más importantes. Para clasificar esta información en función de algo tan subjetivo como la “importancia” Page y Brin tuvieron que utilizar una serie de algoritmos. Sin entrar en estas fórmulas matemáticas, a grosso modo lo que hicieron fue lo siguiente:

Primero asignan un valor numérico mayor a aquellas páginas con mayor número de menciones. De esta manera se convierte la” importancia”, que es algo subjetivo, en algo objetivo y que refleja el número de páginas que enlazan a una determinada página. Las conexiones entre páginas webs en el ancho mar de internet, se representan con grafos.



A su vez se crea otra ecuación que defina la importancia de estas páginas “importantes” en función de la importancia de las páginas web que enlazan a aquellas páginas (sumatorio de “importancias”)

Además, matemáticamente se asigna un peso importante al hecho de que a un determinado nodo del grafo se llegue con mayor facilidad (mayor probabilidad cuando se navega de una forma aleatoria (“surfista aleatorio”)

Todas estas premisas se agrupan en un algoritmo y junto con otra mejoras se convierte en lo que hoy es Google. Con un click, selecciona, clasifica y ordena millones de páginas en menos de un segundo.