Rudolf Kálmán: el hombre que posibilitó los avances tecnológicos más extraordinarios

Si no sos ingeniero seguramente nunca habrás oído hablar del brillante inventor Rudolf Kálmán, un ingeniero y matemático nacido en Budapest (Hungría) que falleció el pasado 2 de julio en Gainesville, Florida (EEUU), a la edad de 86 años. Su aportación principal, un algoritmo llamado filtro Kalman, posibilitó muchos de los logros tecnológicos fundamentales de los últimos 50 años. Estos incluyen sistemas aeroespaciales como los ordenadores que permitieron a los astronautas del Apolo aterrizar sobre la Luna, vehículos robóticos que exploran nuestro mundo desde las profundidades de los mares hasta los planetas más lejanos y casi cualquier proyecto que necesite calcular el estado del mundo a partir de datos farragosos. 

Para las personas que han estudiado cualquier forma de robótica, control o ingeniería aeroespacial durante las últimas cuatro décadas, el epónimo filtro de Kálmán habrá sido igual de esencial para su trabajo de lo que es el teorema de Pitágoras para los alumnos de instituto que se preparan para los exámenes de acceso a la universidad.

Esto se debe a que los ingenieros de control saben que sólo se puede controlar lo que se puede medir. Cuanto más precisa sea la medición, mejor se podrá controlar.

Consideremos el reto al que se enfrentaron los ingenieros encargados de diseñar los ordenadores del Apolo a principios de la década de 1960. Los datos brutos de los ordenadores, mediciones de sensores como giroscopios, acelerómetros y radares, eran inherentemente ruidosos y estaban llenos de errores aleatorios y engorrosas imprecisiones. Cuando uno se embala hacia una luna rocosa a alta velocidad, esos errores pueden aguarle la fiesta.

Es necesario filtrar todo este ruido y realizar el mejor cálculo posible de dónde nos encontramos en cada momento y lo rápido que nos desplazamos. También hemos de conocer el grado de precisión de los cálculos, en un sentido estadístico, puesto que puede resultar desastroso creer que uno va mejor de lo que realmente va. Y todo esto ha de suceder en fracciones de segundo mientras la nave se precipita hacia su destino, intenta realizar un alunizaje o enhebra el hilo de una ruta de entrada mientras la nave vuelve a penetrar la atmósfera de la Tierra.

Allí es donde entró Rudolf Kálmán. Publicó un ingenioso algoritmo recursivo de cálculo en 1960. El filtro cumpliría el objetivo de calcular y prever variables críticas como la ubicación, la dirección y la velocidad de forma precisa en presencia de mediciones ruidosas, e incluso calcularía el ruido. Otros, como el inventor cibernético Norbert Wiener, habían abordado este problema con anterioridad, pero Kálmán personalizó su solución para el mundo emergente de los ordenadores digitales y el procesamiento de datos en tiempo real.

Cuando el módulo lunar Apolo 11, controlado por Neil Armstrong y un programa de software, realizó su famoso aterrizaje sobre el Mar de la Tranquilidad, el filtro Karman se aseguró de que los datos de ubicación en tiempo real procedentes del sistema terrestre de radar en la Tierra concordasen con los sensores de a bordo. Al escuchar las grabaciones, se oye a Buzz Aldrin cantando los cálculos del filtro Kalman mientras Armstrong aterrizaba sobre la Luna.

Casi el mismo cálculo, con filtros Kalman modernizados, se ejecuta continuamente dentro de nuestros smartphones. El sensor de GPS del dispositivo proporciona coordinadas del mundo real sobre la faz de la Tierra, mientras sus acelerómetros detectan pequeños y rápidos movimientos. Cada uno incluye ruido e imprecisiones de diferentes tipos. El filtro Kalman los combina para sacar el mayor provecho a ambos mundos. Cuando un coche entra en un túnel se pierde la señal de GPS, pero el filtro Kalman aun así logra una navegación por estima bastante buena hasta que el vehículo aparezca por el otro lado y el dispositivo se conecte de nuevo al sistema de GPS.

Pero eso es sólo el principio del impacto que el trabajo de Rudolf Kálmán tendrá sobre el mundo. Dentro de la próxima década, el filtro Kalman se ejecutará en tecnologías de consumo que cambiarán nuestras vidas de maneras igualmente profundas.

Los mismos problemas de orientación y navegación a los que se enfrentaron los ingenieros del Apolo hace 50 años, el de cómo ubicar objetos con precisión dentro de la inmensidad del espacio, siguen afectando a los ingenieros de hoy mientras diseñan coches autónomos capaces de navegar con seguridad dentro de ciudades inteligentes, videojuegos de realidad aumentada y compañeros robóticos para trabajar en la planta de las fábricas y en los domicilios.

Todas estas invenciones requieren informaciones precisas, o "microubicaciones", en algunos casos a escala de milímetros, para asegurarnos de que los coches autónomos se estacionen dentro del garaje en lugar de sobre el césped del jardín, de que el casco de realidad virtual nos permita volar sin vomitar y de que nuestros compañeros robóticos de confianza nos echen el café a nuestras tazas en lugar de sobre el regazo. Esto significa miles de millones de filtros Kalman.

Después está internet de las cosas, la muy esperada infraestructura del conectado e inteligente mundo del futuro. Internet de las cosas requerirá filtros Kalman en billones de objetos inteligentes para guiarlos hasta donde queramos que estén, en nuestros entornos de trabajo, en nuestras casas y en todos los ámbitos de nuestras vidas.

Entonces tal vez Kálmán se una por fin a Jobs, Gates y Zuckerberg como un nombre cotidiano.

Vía: MIT Review

Algorithmia: el supermercado de Inteligencia Artificial al alcance de todos

Hay un bazar en internet que se dedica a la compraventa de inteligencia artificial, esa que algunos temen por si se nos va de las manos. En los puestos de Algorithmia, este supermercado del siglo XXI, los desarrolladores web pueden añadir a su carrito virtual un fragmento de código capaz de reconocer formas y colores o analizar sentimientos pese a no comprenderlos.

Allí se puede encontrar un algoritmo que detecta caras humanas en una imagen u otro que las aborrece tanto que las elimina. También los hay que intentan adivinar la edad, el sexo o el color de la piel mirando aún sin ojos un archivo jpg. Incluso uno permite colorear las imágenes en blanco y negro para ver el pasado con toda la gama cromática, como puedes ver en su probador.

Más controvertido es el detector de desnudos. Gracias a las redes neuronales, sistemas que simulan el comportamiento de nuestro cerebro, este algoritmo carente de ética puede censurar las instantáneas que muestran esas partes del cuerpo que nos hemos acostumbrado a ocultar. De esta forma, la criticada mano puritana de las webs puede ser automática. «Hay tantas aplicaciones de detección de desnudos que era algo que atraía a muchos desarrolladores porque tienen ese problema y hasta ahora todo se hacía manualmente», explica Diego Oppenheimer, CEO y cofundador de Algorithmia.

Tras estudiar Sistemas de Información en la renombrada Universidad Carnegie Mellon y trabajar como program manager en Excel, Oppenheimer y su socio se hicieron una pregunta. «¿Dónde accedes a estos algoritmos avanzados si no eres Microsoft, si no eres Google ni Facebook?» Así que optaron por «montar un marketplace de algoritmos en el que los académicos directamente podrían poner sus cosas». Ellos se encargarían de que el software se distribuyera fácilmente.

Algorithmia ofrece a los desarrolladores web sus productos en forma de API (interfaces de programación de aplicaciones por sus siglas en inglés), una suerte de ventanas que las aplicaciones abren al exterior para comunicarse. Eso sí, no deja de ser un intermediario: los investigadores, que hacen el papel de proveedores en este marketplace, pueden decidir si ofrecen sus algoritmos open source o si quieren cobrar por ellos. Algorithmia se queda con un porcentaje de las ganancias y ofrece el soporte gracias a un servicio en la nube.

La idea de construir este comercio de máquinas gustó a algunos inversores hace un par de años. La compañía consiguió 2,4 millones de dólares (2,1 millones de euros) en financiación, con el apoyo, entre otros, de Oren Etzioni, profesor de inteligencia artificial en la Universidad de Washington y fundador de un centro de investigación sobre la materia.

Los algoritmos capaces de analizar un escrito también figuran entre los más solicitados en este supermercado. Al fin y al cabo, si una máquina es capaz de resumir un texto, extraer las palabras más importantes de él y evaluar su tono para determinar si es positivo, negativo o neutral en unos instantes, ¿qué empresa no va a querer ahorrarse que un humano los lea a su limitada velocidad?

Oppenheimer ha llegado a acuerdos con la Universidad de Washington, la de Columbia o el Instituto de Tecnología de California para que sus investigadores contribuyan a ampliar este bazar en el que el machine learning tiene precio. Más de 30.000 desarrolladores utilizan ya esta plataforma que, como buena intermediaria, no guarda los datos de ningún cliente, sino que se limita a procesarlos. Según Oppenheimer, más de 100 compañías y hasta algún gobierno ya se pasean por su mercadillo o utilizan el software que hay detrás de él para crear el suyo propio.

Aunque hay algunos algoritmos muy orientados a las compañías, como el analizador automático de tuits para facilitar el estudio de las quejas de los clientes, los investigadores también han dejado código con un fin lúdico. El que crea arte a partir de una fotografía y un estilo pictórico — puedes juzgar tú mismo la calidad de una de sus obras— o el que oculta frases con el cifrado César —llamado así porque el mismísimo Julio César lo utilizó para enviar órdenes a sus generales —son ejemplos de ello.

«Nosotros queremos ser el primer lugar donde ellos [los desarrolladores] paren y nosotros tenemos la idea de que todo software va a tener inteligencia artificial en el futuro», asegura el cofundador de Algorithmia. Consigan o no ser ese supermercado al que todos recurran, lo cierto es que este servicio de dating de los algoritmos, como lo calificó la MIT Technology Review, está conectando a los investigadores que no sacaban demasiado rédito a sus estudios con los artífices de algunas webs y apps.

Hace dos años, Google se gastó 400 millones de dólares (366 millones de euros) en DeepMind, una startup londinense dedicada a la inteligencia artificial. No era su único movimiento en el mundillo: también comenzó a reclutar a los no tan numerosos jóvenes investigadores especializados en deep learning. El año pasado, hizo que TensorFlow, su plataforma de inteligencia artificial, fuera open source. Así, las compañías podrán usar su software para desarrollar sus propias aplicaciones.

«Hay un riesgo de que si los académicos y la gente está creando trabajo y haciendo esas aplicaciones entra 100 % en el mundo privado y en especial de ciertas empresas, como que todo el talento de Google termine por hacer publicidad», opina Oppenheimer. «Democratizar el acceso a los algoritmos» uniendo a proveedores y clientes en lugar de contratar a los primeros es su modesta propuesta frente a gigantes como Google o Facebook.

9 libros para leer después de ver "Black Mirror"

Black Mirror gusta porque es una ciencia ficción que atrapa la pesadilla del uso exagerado de nuestra tecnología en un futuro no muy lejano, critica la moral de una humanidad cada vez más fría y no deja títere con cabeza. Además por la particularidad de la serie, en cada capítulo, independiente del resto, profundiza en una temática que puede ir desde la piratería informática, a la experimentación con humanos sin red de protección, la manipulación de los ciudadanos al servicio gubernamental o la búsqueda de la eterna felicidad y aceptación social. Y como seguramente seis capítulos te habrán parecido poco… estás de suerte porque hay una gran cantidad de libros fantásticos que pueden saciar tu hambre siguiendo las mismas temáticas.

Oryx y Crake de Margaret Atwood

Esta novela inicia una trilogía que conforma con los libros El año del diluvio y Maddaddam (todavía no traducido) y que pronto contará con su propia serie de televisión producida por HBO y el director de cine Darren Aronofsky (Noé, El cisne negro, Requiem por un sueño).

Atwood sitúa la historia en un mundo post-apocalíptico en el que crítica los avances de la tecnología de manipulación genética. El protagonista parece ser el último hombre vivo en la Tierra, aunque sí convive con infinidad de seres híbridos, mitad hombres mitad cerdos, o lobos-perros, ratas-serpientes… La acción se centra principalmente en la época pre-apocalíptica donde investigan la manipulación genética de alimentos y medicamentos para el público. También toca temas como el calentamiento global o la desigualdad de riqueza en la población.

Nunca me abandones (Never let me go) de Kazuo Ishiguro

Seguimos la vida de unos estudiantes de un internado del que poco sabemos, pero que poco a poco iremos descubriendo hasta hacernos temblar. El escritor británico de origen japonés nos narra una historia desgarradora con dejes de ciencia ficción. La novela contó con una gran adaptación cinematográfica de título homónimo dirigida por Mark Romanek e interpretada por Carey Mulligan, Keira Knightley y Andrew Garfield.

Moxyland de Lauren Beukes

La primera novela de esta autora sudafricana se centra en un futuro cercano donde la gente es esclava de sus móviles y su presencia en las redes sociales (similar al capítulo Nosedive interpretado por Bryce Dallas Howard). Moxyland se centra en las empresas que se benefician de este futuro y que además gobierna. Si el público se rebela contra esta distopía tecnológica la amenaza es la máxima pena, desconexión de Internet.

Version Control de Dexter Palmer

Una de las últimas sensaciones en cuanto a novelas de ciencia ficción de este año 2016. Centrada en una ciudad universitaria a solo unos pocos años de la actualidad en el que los coches automáticos son una realidad y las personas están más obsesionadas con las cifras que tienen en las redes sociales. Además Palmer hace uso de uno de los elementos más difíciles de las cifi: Un viaje en el tiempo. Una novela de ciencia ficción muy inteligente y que no deberíais dejar pasar.

Una mirada a la oscuridad (A Scanner Darkly ) de Philip K. Dick

Y no podría faltar uno de los autores más alucinantes de la ciencia ficción. En esta novela, Bob Arctor es un policía que se ha infiltrado en un grupo de drogadictos que están utilizando un nuevo fármaco un tanto peligroso. Dick incluye en esta historia una de sus invenciones más rompedoras, unos trajes en los que se proyectan docenas de fotografías diferentes para preservar el anonimato del portador. Un concepto que captaron de forma muy alocada en su adaptación cinematográfica.

La rueda celeste (The Lathe of Heaven) de Ursula K. Le Guin

El protagonista puede, literalmente, cambiar el mundo con sus sueños. Cuando un cientifico descubre la capacidad de George Orr le obliga para poder manipular sus sueños a su antojo. Una de las novelas más populares de Le Guin, siendo esta más filosófica que tecnológica. La rueda celeste es una pesadilla paranoica que bien recuerda a las clásicas novelas de Philip K. Dick.

El fin del mundo y un despiadado país de las maravillas (Hard-Boiled Wonderland and the End of the World) de Haruki Murakami

Publicado en 1985, Murakami no es un autor que se asocie normalmente a la ciencia ficción ya que su obra tiende al realismo mágico. Siendo en este caso una excepción en el que mezcla la fantasía, el noir y la ciencia ficción. Dos historias que se entrelazan para contarnos por un lado la caza de ladrones de datos por parte de un dispositivo que controla el comportamiento de los trabajadores y, por otro, una aventura de fantasía surrealista que implica el uso de cráneos de unicornio para leer los sueños. Historias que acaban por encontrarse.

A Collapse of Horses de Brian Evenson

Si tus episodios favoritos son los de terror como Playtest o White Bear, entonces este es tu autor. Evenson se mueve en el terror como pez en el agua, mezcla el terror con la ciencia ficción y la fantasía. Esta antología de relatos incluye The Dust, una gran mininovela.

The Wilds de Julia Elliott

Es una colección de cuentos que mezcla la ciencia ficción con el gótico. Mundos oscuros visto desde ángulos sorprendentes. Historias que buscan la implementación robótica en campos más allá de los funcionales, como el amor, la inclusión de novelas en el cerebro o ricos luchando por prevenir el envejecimiento. La verdadera estrella de la obra de Elliot es su lírica.

Vía Underbrain