miércoles, 11 de mayo de 2011

CIBERNETICA


La cibernética es el estudio del control y comunicación en los sistemas complejos: organismos vivos, máquinas y organizaciones. Especial atención se presta a la retroalimentación y sus conceptos derivados.
La cibernética es una ciencia, nacida hacia 1948 e impulsada inicialmente por Norbert Weiner que tiene como objeto “el control y comunicación en el animal y en la máquina” o “desarrollar un lenguaje y técnicas que nos permitirán abordar el problema del control y la comunicación en general” En 1950, Ben Laposky, un matemático de Iowa, creó los oscilones o abstracciones electrónicas por medio de un ordenador analógico: se considera esta posibilidad de manipular ondas y de registrarlas electrónicamente como el despertar de lo que habría de ser denominado computer graphics y, luego, computer art e infoarte. La cibernética dio gran impulso a la teoría de la información a mediados de los 60, la computadora digital sustituyo la analógica en la elaboración de imágenes electrónicas. En esos años aparecen la segunda generación de computadoras (con transistores en 1960) concretándose por entonces los 1° dibujos y gráficos de computadora, y la tercera (con circuitos integrados, en 1964) así como los lenguajes de programación. En 1965 tuvo lugar en Stuttgart la exposición”Computer-grafik” . Pero la muestra que consagró la tendencia fue la que tuvo lugar en 1968 bajo el titulo “Cibernetic Serendipity”en el Instituto de Arte Contemporáneo de Londres.
   
   
También en ese año se destacó la exposición “Mindextenders” del Museum of Contemporary Crafs de Londres. En 1969 el Museo Brooklin organizó la muestra “Some more Beginnings”. En ese mismo año, en Buenos Aires y otras ciudades de Argentina, se presentaba Arte y cibernética, organizada por Jorge Glusberg con esta muestra se inauguraría los principios de la relación arte/ imagen digital en nuestro país. En España la primera manifestación fue la de “Formas computables”- 1969- “Generación automática de formas plásticas” -1970-ambas organizadas por el Centro de Cálculo de la Universidad de Madrid. En los primeros meses de 1972, el Instituto Alemán de Madrid y de Barcelona han presentado una de las muestras más completas que ha tenido lugar en España, titulada<Impulso arte computador>
Las primeras experiencias de lo que luego se llamaría net.art. se remontan al año 1994, es importante aclarar que ya por los 1960 existían algunas antecedentes. De todas formas se puede establecer, que las primeras experiencias donde la tecnología informática puesta al servicio de la comunidad funciono como soporte estético trascurren por aquellos años y rompe con la idea de lectura lineal de la obra.
La cibernética ha sido definida por Weiner como "la ciencia de control y comunicación en el animal y la máquina; en una palabra, el arte del timonel". - Ashby.
Hasta la llegada de la cibernética (según Bateson uno de los dos acontecimientos de mayor influencia en el siglo XX), los modelos de causalidad eran casi siempre lineales. En la ciencia prevalecía una polémica epistemológica entre el determinismo y la teleología. En términos simplificados las dos posturas representaban el conflicto entre las causas iniciales o el resultado final como elemento dominante al influir sobre los estados intermedios. La física tendía hacia la primera postura; la biología hacia la segunda. En cuanto al estudio del hombre, dice Watzlawick:
"Para volver una vez más al estudio del hombre, el psicoanálisis evidentemente pertenece a la escuela determinista mientras, por ejemplo la psicología analítica de Jung se basa en gran medida en la asunción de una entelequia (o principio teleológico) inmanente en el hombre"."La aparición de la cibernética cambió todo esto demostrando que los dos principios pueden juntarse dentro de un marco más comprensivo. Este enfoque se hizo posible por el descubrimiento del "feedback".""El feedback puede ser positivo o negativo. Este último caracteriza la homeostasis y desempeña un papel importante en conseguir y mantener la estabilidad de las relaciones. El feedback positivo en cambio, conduce al cambio, es decir, la pérdida de estabilidad o equilibrio. En ambos casos, parte del "output" del sistema se vuelve a introducir en el sistema como información sobre el "output". La diferencia es que en el caso de feedback negativo, la información se utiliza para reducir la variación en cuanto a una norma preestablecida - por eso se le llama "negativo" - mientras que en el caso de "feedback" positivo, la misma información opera como medida para ampliar. La variación en el output es, por tanto, positiva en cuanto a la tendencia existente hacia la inmovilidad o turbación".
Las relaciones humanas pueden considerarse como "bucles de feedback". El feedback negativo y positivo es más complejo en los sistemas "abiertos" que en los sistemas "cerrados" en los que la homeostasis (más que "cambio" o "crecimiento") es la norma.
 

En los sistemas abiertos el "feedback" puede utilizarse para consolidar el sistema (mediante feedback positivo que confirma que el "feedforward" del sistema es correcto) o para cambiar el sistema (mediante "feedback" negativo que confirma que el "feedforward" del sistema es incorrecto). El "feedback" positivo produce el mantenimiento o incremento del sistema existente mientras que el feedback negativo produce cambio en el sistema.

En los sistemas cerrados los cambios se producen en las relaciones internas (un cambio a nivel I según el modelo de Bateson). Sin embargo, en los sistemas abiertos hay la posibilidad añadida de un cambio en el sistema en sí (un cambio a nivel II).
 
"El feedback ha sido descrito como el secreto de la actividad natural... Los sistemas que se autoregulan - sistemas con feedback - requieren de una filosofía propia en la que los conceptos de patrón e información son tan esenciales como fueron los de materia y energía al comienzo del siglo.

El padre de la Cibernética

Norbert Wiener - El padre de la Cibernética

En nuestros dias la Cibernética no debe verse ni como una ciencia, ni como una disciplina; sino como un movimiento de ideas, que trató de romper con la estrechez de conocimientos propios de cada disciplina. El movimiento cibernético permitió que científicos de ramas muy diferentes se agruparan en colectivos de investigación y por primera vez, matemáticos, fisiólogos y especialistas en electrónica se integraran en equipos multidisciplinarios. Su creador Norbert Wiener después de estar años trabajando en las teorías matemáticas y de agregar alguna fórmulas más al gran aparato matemático, comenzó a trabajar en cuestiones técnicas como el control de los disparos de la artillería antiaérea y la transmisión más eficiente de mensajes codificados a través de sistemas de comunicaciones. Escribió un libro sobre cibernética y el control en los animales y las máquinas que se convirtió en un éxito. Las condiciones estaban dadas para una nueva revolución dentro de la ciencia.

APLICACIÓN DE LA ROBÓTICA EN EDUCACIÓN



Los robots están apareciendo en los salones de clases de tres distintas formas.
Primero, los programas educacionales utilizan la simulación de control de robots como un medio de enseñanza. Un ejemplo palpable es la utilización del lenguaje de programación del robot Karel, el cual es un subconjunto de Pascal; este es utilizado por la introducción a la enseñanza de la programación.

El segundo y de uso más común es el uso del robot tortuga en conjunción con el lenguaje LOGO para enseñar ciencias computacionales. LOGO fue creado con la intención de proporcionar al estudiante un medio natural y divertido en el aprendizaje de las matemáticas.
En tercer lugar está el uso de los robots en los salones de clases. Una serie de manipuladores de bajo costo, robots móviles, y sistemas completos han sido desarrollados para su utilización en los laboratorios educacionales. Debido a su bajo costo muchos de estos sistemas no poseen una fiabilidad en su sistema mecánico, tienen poca exactitud, no existen los sensores y en su mayoría carecen de software.
Rol del docente
La robótica es un medio multimedio y de esta riqueza proviene su valoración pedagógica, pero también son la causa de las dificultades que hay que enfrentar para su implementación.El perfil del docente no suele estar preparado para un "multimundo". Tampoco la escuela lo está. Por ello es tan difícil realizar integraciones y más aún que éstas permanezcan en el tiempo. Sin embargo los que ingresan al mundo de la robótica podrán asombrarse con las múltiples relaciones curriculares que se le abren.
Las aplicaciones matemáticas y geométricas y la investigación y experimentación de fenómenos físicos, son algunas de las más obvias. Pero también en plástica se podrán crear muñecos animados integrando el trabajo mecánico y de programación con técnicas de títeres. En geografía podrán construirse sistemas planetarios. En historia, maquetas simulando viajes de exploración o escenas de momentos históricos. Los personajes de cuentos -Don Quijote, Gulliver- también serán fuentes de inspiración.

A modo de ejemplo en una escuela se les dijo que con los sensores podrían construir modelos en LEGO que tuvieran la capacidad de ver y sentir.Una de las niñas tuvo una reacción más compleja, el placer que le producía pensar que, pasara lo que pasara, iba a ser por lo menos algo distinto a las monótonas sesiones diarias de clase se vio teñido por un poco de aprehensión.Durante la primera semana el grupo de María supo cómo sacarle partido a la barrera. Cada alumno debía aportar su parte de piezas de Lego. Dado que el trueque con otros grupos estaba permitido a fin de hacer más flexible cada proyecto, se desarrolló un mercado en el que las piezas más buscadas eran precisamente los motores y los sensores que el grupo de María tan poco valoraba, mientras que las piezas de menos valor para los más agresivos mercaderes eran las más bonitas piezas que tan útiles resultaban para construir casas. Sacar provecho del mercado a fin de obtener materiales para construir una magnífica casa le producía cierto placer de empresarios; la resolución de problemas de construcción en el campo de la geometría y la técnica era el origen de un placer intelectual y la forma que iba adoptando el producto del trabajo, la casa, le producía un placer estético. Había encontrado su lugar.
Lo que fue gratificante para el curso no fue por ejemplo hacer que la luz parpadeara, sino hallar la manera de sortear sus propios obstáculos interiorizados.

La mejor contribución que puede hacer el docente sería la de revisar la historia de manera que pudiera consolidar la conciencia de los estudiantes sobre lo bien que lo habían hecho.Por ejemplo, sería importante que reconozcan que construir una casa fue una estrategia excelente a fin de aunar sus fuerzas y su confianza en sí mismos ante una situación difícil.
Así, los temas de discusión no serían el Lego, las luces y los motores, sino los modos de enfrentarse a situaciones incómodas e intelectualmente difíciles. Se discutiría, pues, sobre estrategias de resolución de problemas y de coordinación de proyectos.
La principal virtud de este tipo de taller es la de conceder libertad de acción para que los estudiantes trabajaran a su manera con los materiales de que dispusieron.
Fundamentos
La aplicación de la Robótica comienza con los estudios desarrollados por Newell, Show y Simon y desembocó en estudios que tienen estrechas relaciones con la psicología cognitivista.
En principio, podemos tener en cuenta que actualmente la Educación General Básica (E.G.B.) ya incluye esta área en el curriculum. Sólo se halla en discusión a partir de que ciclo es conveniente hacerlo.
El tratamiento de este tema se fundamenta en las palabras de César Coll cuando propone que enseñar debe tener en cuenta:
a)la lógica propia de la disciplina;
b)la lógica psicológica;
c)la lógica social.

a)Lógica propia en la disciplina: la robótica es un área de la Tecnología que crea y diseña aplicaciones llamadas máquinas robots cuyas funciones son manipular objetos (cajitas, bolsas de cemento, herramientas) y posicionarlos (llevarlos a un lugar determinado).
No es sólo una tecnología, sino que, además, integra Mecánica, Electrónica, Electromecánica e Informática. Alrededor de la Robótica se están desarrollando los siguientes campos conceptuales:

* Control Automático* Telecomunicaciones
También posee un importante contenido matemático (especialmente en Trigonometría) y Física (estudio de las máquinas en movimiento y dinámica del movimiento). Existe un componente asociado a la Biología como fuente de ideas (copia de estructuras de movimiento tomados de la naturaleza como por ejemplo: arácnidos, reptiles, trompa de elefante, etc.). De esta forma es como se da fuerte relación de la Biología con los Sistemas de Control Automático.
b)Lógica psicológica
Históricamente, la Robótica Educativa se comenzó a trabajar pensando que ello permitía desarrollar habilidades relacionadas con la resolución de problemas y como una buena oportunidad de plantear para el aprendizaje las ciencias implicadas: Matemática, Física, Biología (entorno de aprendizaje)

Con la Ley Federal de Educación aparece la idea de incorporar conceptos de tecnología en la currícula. De esta manera, la Robótica Educativa pasaría a ser una parte del curriculum de Tecnología a través de la cual no sólo se pretende que el alumno adquiera habilidades para la resolución de problemas sino para aprender la lógica de la disciplina en sí.
c) Lógica Social
La Robótica es una de las Tecnologías más significativas porque ha tenido un fuerte impacto social como la Informática. Este aspecto no ha sido planteado directamente y es el que se relaciona con la dimensión histórico-social, es decir, con todas aquellas cuestiones que se vinculan más con las Ciencias Sociales como las que se refieren a valores, medio ambiente, calidad de vida, etc.
OBJETIVOS DE LA ROBÓTICA EN EL ÁMBITO EDUCATIVO
a) COMO OBJETO DE ESTUDIO EN SI MISMA
La Robótica definida como "educación para la robótica", es decir, definida como objeto de estudio y dominio, ya sea para fines industriales, científicos, exploratorios, etc. es el objetivo de las escuelas técnicas o Laboratorios de Automatización.

b) COMO RECURSO PEDAGÓGICO
La robótica para la educación definida como medio para estimular el acercamiento personalizado, el estudio e investigación, la construcción e invención de y con los materiales y conceptos de las "ciencias" y "tecnologías" que convergen en ella. Estos objetivos se vinculan con las instituciones educativas no técnicas en todos sus niveles.

Algunos objetivos de la Robótica como recurso pedagógico podrían ser:
1-El desarrollo del pensamiento
a- En el contexto de construcción: desarrollando la inteligencia práctica y el pensamiento creativo.
b- En el contexto de programación: formalizando procesos de acción y retroalimentación.
2-El desarrollo del conocimiento.
Específicamente de mecánica, electricidad, física en general, matemática y geometría aplicadas, y programación.
3-La adopción de criterios de diseño y evaluación de las construcciones.
4-La valoración de sí mismos como constructores e inventores en este contexto.
5-La comprensión y valoración del aporte de la tecnología en el mundo a través de una comprensión más íntima y más personal de la misma.