Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

Procesamiento biológico: El desafío actual más importante.

ComputaciónDr. Gelacio Castillo Cabrera / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Escuela Superior de Cómputo del Instituto Politécnico Nacional.
Daniel Yacob  Espinosa González / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Escuela Superior de Cómputo del Instituto Politécnico Nacional.
Evila Lucero Salazar Ortiz / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla..m
Escuela Superior de Cómputo del Instituto Politécnico Nacional.
Archivo: Ciencias de la Computación

Hoy día, entendemos por procesamiento artificial al conjunto de operaciones aritméticas y lógicas realizadas por un procesador basado en silicio, contrario al procesamiento biológico cuyas operaciones tienen lugar en el cerebro de un ser vivo.
A partir de esto, nos preguntamos ¿Busca el procesamiento artificial acercarse al procesamiento biológico?, ¿Existe algún interés en aproximar el procesamiento de las computadoras al procesamiento de los seres vivos?
          En lo que se refiere a los insectos, cómo hormigas, abejas, grillos,  existen mitos, prejuicios y conjeturas acerca de los complejos algoritmos de procesamiento biológico que utilizan. De aquí surge la pregunta ¿El instinto de los insectos, es una conjetura?
Sin embargo, todas las especulaciones que se han emitido acerca del procesamiento biológico observado en los insectos es que "obedecen a los instintos". Por lo que, abordando esas suposiciones, los instintos son un gran desafío y aún con los avances tecnológicos, falta mucho para lograr implementar sistemas cuyos niveles de desarrollo permitan emular el comportamiento de seres vivos tan evolucionados como las hormigas y las abejas.
         Con el fin de entender estos procesos se han desarrollado ordenadores que pueden resolver operaciones matemáticas en tiempos muy cortos, reflejados en la "Unidad Aritmético-Lógica" (ALU). Sin embargo, el origen de las computadoras es el talón de Aquiles de las mismas, convirtiéndolas en su mayor limitante para avanzar hacia sistemas mucho más evolucionados. Entonces, ¿Es la "ALU" el paradigma a seguir?, ¿Qué hay de diferente en la de los actuales procesadores sobre silicio? Seguramente interrogantes como éstas y otras, aportarán sustento a nuevas rutas de investigación en el futuro.
          El motor más importante para la innovación, desde el origen de las civilizaciones, es el conjunto de necesidades humanas. Sin reparar en ello, cada día se impulsan nuevas tecnologías, en ocasiones a través de encuestas realizadas por diseñadores y fabricantes, otras tantas, son ideas propuestas por académicos. Todas tienen como origen la observación de una necesidad. Así, llegados a este punto, cabe hacernos la siguiente pregunta ¿Cuál es el interés por desarrollar dispositivos capaces de emular al cerebro humano? ¿Qué tan útil sería crear dispositivos con las capacidades de los seres vivos? Como premio de consolación, a lo largo de la historia se han producido conocimientos sin aplicaciones inmediatas, pero han demostrado su eficacia muchos años más tarde.
         En la segunda década del siglo XXI, el auge de los dispositivos móviles abre la ventana hacia una nueva era en la tecnología. En el mediano plazo, se advierte un desplazamiento en los modelos de vida de las personas, el hogar, la oficina, el campo y los negocios.
         Desde los chips en los primeros ordenadores, hasta los actuales, el silicio sigue siendo el soporte o plataforma principal. Los materiales orgánicos por una parte, y la nanotecnología por la otra, prometen aportar opciones de plataformas para la fabricación de nuevas generaciones de dispositivos, sobre todo cuando nos acercamos al límite de la Ley de Moore.
       Considerando lo anterior, aún no existen chips orgánicos comerciales pero la nanotecnología nos ha alcanzado. Actualmente se establecen alianzas entre los principales fabricantes de procesadores con el objetivo de implementar tecnología estándar del orden de nanómetros (millonésima parte de un milímetro), por supuesto, basada en silicio.
         En la actualidad, la brecha entre ordenadores y teléfonos móviles, es muy reducida en cuanto al desarrollo tecnológico. La arquitectura convencional de un ordenador (Figura 1), en pocos años será obsoleta. La apuesta más importante hacia un futuro no muy lejano, son los procesadores embebidos (Figura 2): los algoritmos implantados en los ordenadores sustituirán gradualmente a las unidades de almacenamiento, dónde actualmente se aloja el sistema operativo. Hoy día, la arquitectura, los materiales y sustratos de fabricación de los ordenadores no soportan, la emulación del procesamiento biológico de los insectos. Desde el punto de vista de las tecnologías recientes, los procesadores basados en los modelos convencionales, no son aptos para desarrollar instintos, esto es, responder de manera inmediata a fenómenos externos.
         Con el fin de abordar estos temas, en la Escuela Superior de Cómputo del Instituto Politécnico Nacional surgió el interés por establecer una línea de investigación enfocada al estudio de sistemas neuronales artificiales basados en la observación de los sistemas biológicos, dirigida por el Doctor Gelacio Castillo Cabrera.
          De los temas que se están abordando en el grupo son, el estudio de las características y procesos neuronales, con el fin de adquirir conocimientos sobre la respuesta de las neuronas ante el estímulo por la luz, lo que permitirá diseñar algoritmos de procesamiento biológico (analógico-digital) para diseñar prótesis visuales factibles de ser implementadas sobre chips de silicio.
Es incierto lo que pasará en los siguientes años pero el conjunto de necesidades es el motor de la evolución hacia los procesadores biológicos.

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