{"id":23318,"date":"2021-06-24T10:21:32","date_gmt":"2021-06-24T16:21:32","guid":{"rendered":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/?p=23318"},"modified":"2021-06-24T10:21:32","modified_gmt":"2021-06-24T16:21:32","slug":"las-cuatro-etapas-de-la-materia-inteligente-que-nos-traeran-el-nanotraje-endgame-de-iron-man","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/otros\/las-cuatro-etapas-de-la-materia-inteligente-que-nos-traeran-el-nanotraje-endgame-de-iron-man\/","title":{"rendered":"Las cuatro etapas de la materia inteligente que nos traer\u00e1n el nanotraje ‘Endgame’ de Iron Man"},"content":{"rendered":"

Imag\u00ednese ropa que pueda calentarle o refrescarle, seg\u00fan c\u00f3mo se sienta.\u00a0O piel artificial que responde al tacto, la temperatura y elimina la humedad autom\u00e1ticamente.\u00a0O\u00a0manos\u00a0cyborg<\/a>\u00a0controladas con motores de ADN que pueden ajustarse en funci\u00f3n de las se\u00f1ales del mundo exterior.<\/span><\/p>\n

Bienvenido a la era de la materia inteligente, una idea de computaci\u00f3n de IA poco convencional entretejida directamente en el tejido de la materia sint\u00e9tica.\u00a0Impulsados \u200b\u200bpor la\u00a0computaci\u00f3n<\/a>\u00a0basada en el cerebro\u00a0, estos materiales pueden tejer la piel de robots blandos o formar microbots de nanobots que administran medicamentos, todo mientras reservan poder a medida que aprenden y se adaptan.<\/span><\/p>\n

\u00bfSuena como ciencia ficci\u00f3n?\u00a0Se vuelve m\u00e1s extra\u00f1o.\u00a0El quid que nos guiar\u00e1 hacia la materia inteligente,\u00a0dijeron el<\/a><\/u>\u00a0Dr. WHP Pernice de la Universidad de Munster y sus colegas, es un “cerebro” distribuido a trav\u00e9s del “cuerpo” del material, mucho m\u00e1s extra\u00f1o que la estructura de nuestras propias mentes.<\/span><\/p>\n

Imag\u00ednese una manta t\u00e9rmica.\u00a0En lugar de alimentarlo con un solo controlador, tendr\u00e1 circuitos inform\u00e1ticos esparcidos por todas partes.\u00a0Esta red inform\u00e1tica puede aprovechar un tipo de proceso similar al cerebro, llamado ”\u00a0computaci\u00f3n neurom\u00f3rfica<\/a>\u00a0“.\u00a0Este polvo de hadas tecnol\u00f3gico transforma una manta aburrida en una que aprende qu\u00e9 temperatura te gusta y en qu\u00e9 momentos del d\u00eda para predecir tus preferencias a medida que avanza una nueva temporada.<\/span><\/p>\n

Ah, s\u00ed, y si est\u00e1 hecho de bloques de construcci\u00f3n de tama\u00f1o nanom\u00e9trico, tambi\u00e9n podr\u00eda reorganizar su estructura interna para almacenar su informaci\u00f3n con una memoria incorporada.<\/span><\/p>\n

\u201cEl objetivo a largo plazo es la computaci\u00f3n neurom\u00f3rfica descentralizada\u201d, dijo Pernice.\u00a0Inspir\u00e1ndonos en la naturaleza, podemos comenzar a dise\u00f1ar materia que funciona con hardware similar al cerebro, ejecutando\u00a0IA<\/a>\u00a0en todo el material.<\/span><\/p>\n

En otras palabras: \u00bfel\u00a0nanotraje de\u00a0Iron Man\u00a0Endgame<\/i>\u00a0?\u00a0Aqu\u00ed vamos.<\/span><\/p>\n

\u00bfPor qu\u00e9 Intelligent Matter?<\/span><\/h3>\n

Desde cohetes que podr\u00edan enviarnos\u00a0a Marte<\/a>\u00a0hasta una camiseta de algod\u00f3n simple, hemos hecho un trabajo bastante bueno utilizando materiales que desarrollamos o recolectamos.\u00a0Pero eso es todo lo que son: materia pasiva.<\/span><\/p>\n

Por el contrario, la naturaleza es rica en materia inteligente.\u00a0Toma piel humana.\u00a0Es resistente al agua, solo permite la entrada de algunas mol\u00e9culas de forma selectiva y nos protege de la presi\u00f3n, la fricci\u00f3n y la mayor\u00eda de las bacterias y virus.\u00a0Tambi\u00e9n puede curarse a s\u00ed mismo despu\u00e9s de un rasgu\u00f1o o rasgadura, y detecta la temperatura exterior para enfriarnos cuando hace demasiado calor.<\/span><\/p>\n

Si bien nuestra piel no “piensa” en el sentido tradicional, puede enviar informaci\u00f3n al cerebro en un abrir y cerrar de ojos.\u00a0Entonces ocurre la magia.\u00a0Con m\u00e1s de 100 mil millones de neuronas, el cerebro puede ejecutar c\u00e1lculos masivamente paralelos en sus circuitos, mientras consume solo unos 20 vatios, no muy diferente del Macbook Pro de 13 \u201den el que estoy escribiendo actualmente.\u00a0\u00bfPor qu\u00e9 un material no puede hacer lo mismo?<\/span><\/p>\n

El problema es que nuestra arquitectura inform\u00e1tica actual tiene dificultades para admitir la computaci\u00f3n similar al cerebro debido a los costos de energ\u00eda y los retrasos.<\/span><\/p>\n

Ingrese a la computaci\u00f3n neurom\u00f3rfica.\u00a0Es una idea que secuestra la capacidad del cerebro para procesar datos simult\u00e1neamente con un m\u00ednimo de energ\u00eda.\u00a0Para llegar all\u00ed, los cient\u00edficos est\u00e1n redise\u00f1ando los chips de computadora desde cero.\u00a0Por ejemplo, en lugar de los chips actuales que separan los m\u00f3dulos inform\u00e1ticos de los m\u00f3dulos de memoria, estos chips procesan informaci\u00f3n y la almacenan en la misma ubicaci\u00f3n.\u00a0Puede parecer extra\u00f1o, pero es lo que hace nuestro cerebro cuando aprende y almacena nueva informaci\u00f3n.\u00a0Esta disposici\u00f3n elimina la necesidad de cables entre la memoria y los m\u00f3dulos de computaci\u00f3n, esencialmente teletransportando informaci\u00f3n en lugar de enviarla por un cable atascado.<\/span><\/p>\n

El resultado final es una computaci\u00f3n masivamente paralela a un costo energ\u00e9tico muy bajo.<\/span><\/p>\n

El camino hacia la materia inteligente<\/span><\/h3>\n

En opini\u00f3n de Pernice y sus colegas, hay cuatro etapas que pueden llevarnos a la materia inteligente.<\/span><\/p>\n

El primero es estructural, b\u00e1sicamente su materia com\u00fan y corriente que puede ser compleja pero no puede cambiar sus propiedades.\u00a0Piense\u00a0en<\/a>\u00a0cuadros\u00a0impresos en\u00a0<\/a>3D<\/a>\u00a0de un pulm\u00f3n u otros \u00f3rganos.\u00a0Intrincado, pero no adaptable.<\/span><\/p>\n

El siguiente es el asunto sensible.\u00a0Esto puede cambiar su composici\u00f3n en respuesta al medio ambiente.\u00a0Al igual que un pulpo que cambia el color de su piel para esconderse de los depredadores, estos materiales pueden cambiar su forma, color o rigidez.\u00a0Un ejemplo es un girasol impreso en 3D incrustado con sensores que florece o se cierra seg\u00fan el calor, la fuerza y \u200b\u200bla luz.\u00a0Otro son los materiales blandos sensibles que pueden estirarse y conectarse a los sistemas biol\u00f3gicos, como un m\u00fasculo artificial hecho de silicio que puede estirarse y levantar m\u00e1s de 13 libras repetidamente al calentarse.\u00a0Si bien es un buen truco, no se adapta y solo puede seguir su destino preprogramado.<\/span><\/p>\n

En los niveles superiores de la cadena alimentaria de la inteligencia se encuentran\u00a0los materiales adaptativos<\/a>\u00a0.\u00a0Estos tienen una red incorporada para procesar informaci\u00f3n, almacenarla temporalmente y ajustar el comportamiento de esa retroalimentaci\u00f3n.\u00a0Un ejemplo son los microenjambres de peque\u00f1os robots que se mueven de forma coordinada, similar a los bancos de peces o aves.\u00a0Pero debido a que su comportamiento tambi\u00e9n est\u00e1 preprogramado, no pueden aprender de su entorno ni recordarlo.<\/span><\/p>\n

Finalmente, hay material inteligente, que se puede aprender y memorizar.<\/span><\/p>\n

\u201c[Es] capaz de interactuar con su entorno, aprender de la informaci\u00f3n que recibe y autorregular su acci\u00f3n\u201d, escribi\u00f3 el equipo.<\/span><\/p>\n

Comienza con cuatro componentes.\u00a0El primero es un sensor, que captura informaci\u00f3n tanto del mundo exterior como del estado interno del material; piense en un sensor de temperatura en su piel.\u00a0El siguiente es un actuador, b\u00e1sicamente algo que cambia la propiedad del material.\u00a0Por ejemplo, hacer que su piel sude m\u00e1s a medida que sube la temperatura.\u00a0La tercera es una unidad de memoria que puede almacenar informaci\u00f3n a largo plazo y guardarla como conocimiento para el futuro.\u00a0Finalmente, la \u00faltima es una red (Bluetooth, inal\u00e1mbrica o cualquier otra cosa) que conecta cada componente, similar a los nervios de nuestro cerebro.<\/span><\/p>\n

“La estrecha interacci\u00f3n entre los cuatro elementos funcionales es esencial para procesar la informaci\u00f3n, que se genera durante todo el proceso de interacci\u00f3n entre la materia y el medio ambiente, para permitir el aprendizaje”, dijo el equipo.<\/span><\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo?<\/span><\/h3>\n

Aqu\u00ed es donde entra en juego la computaci\u00f3n neurom\u00f3rfica.<\/span><\/p>\n

\u201cLos organismos vivos, en particular, pueden considerarse sistemas inform\u00e1ticos no convencionales\u201d, dijeron los autores.\u00a0“Las redes programables y altamente interconectadas son particularmente adecuadas para llevar a cabo estas tareas y objetivos de hardware neurom\u00f3rfico inspirados en el cerebro”.<\/span><\/p>\n

El cerebro funciona con neuronas y sinapsis, las uniones que conectan neuronas individuales en redes.\u00a0Los cient\u00edficos han aprovechado una amplia variedad de materiales para dise\u00f1ar componentes artificiales del cerebro conectados en redes.\u00a0La unidad de procesamiento de tensor de Google y TrueNorth de IBM son ejemplos famosos;\u00a0permiten que la computaci\u00f3n y la memoria ocurran en el mismo lugar, lo que los hace especialmente poderosos para ejecutar algoritmos de IA.<\/span><\/p>\n

Pero el siguiente paso, dijeron los autores, es distribuir estos mini cerebros dentro de un material mientras se agregan sensores y actuadores, esencialmente formando un circuito que imita todo el sistema nervioso humano.\u00a0Para que el asunto responda r\u00e1pidamente, es posible que debamos aprovechar otras tecnolog\u00edas.<\/span><\/p>\n

Una idea es utilizar la luz.\u00a0Los chips que operan en redes neuronales \u00f3pticas pueden calcular y operar a la velocidad de la luz.\u00a0Otra es construir materiales que puedan reflexionar sobre sus propias decisiones, con redes neuronales que escuchen y aprendan.\u00a0Agregue a eso materia que puede cambiar f\u00edsicamente su forma en funci\u00f3n de la informaci\u00f3n, como del agua al hielo, y es posible que tengamos una biblioteca de materia inteligente que podr\u00eda transformar m\u00faltiples industrias, especialmente para nanobots aut\u00f3nomos y\u00a0pr\u00f3tesis realistas<\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Fuente:\u00a0<\/span><\/p>\n

Fan, S. (2021, 22 junio). The Four Stages of Intelligent Matter That Will Bring Us Iron Man\u2019s \u2018Endgame\u2019 Nanosuit. Recuperado 24 de junio de 2021, de https:\/\/singularityhub.com\/2021\/06\/22\/four-stages-of-intelligent-matter-that-will-bring-us-iron-mans-endgame-nanosuit\/<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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