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Magia Moderna

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Vivimos en tiempos increíbles, hasta podría decirse que son mágicos, pero nos acostumbramos a que sea así y ya no nos damos cuenta.

Uno puede comprar un lápiz por menos de Gs. 500 (unos 6 centavos de dólar), sin embargo, NADIE, ninguno de los 8 mil millones de humanos puede construir ese lápiz por si solo. En ese humilde lápiz están la mina de grafito, arcilla y grasa ensamblados en la proporción adecuada moldeados en un cilindro de 2 mm de diámetro, las 2 mitades de madera pulida que sostienen la mina, la cola para unir las mitades, el metal que sostiene la goma, el caucho usado en la goma de borrar, la pintura del exterior, las cuchillas para el afilado de la punta, el montado de todas las partes y todo lo que implica el empaquetado, sin contar todo lo necesario para que cada una de las partes llegue a la fábrica, y luego de construido, el producto terminado llegue tus manos, a través de una compleja cadena que involucra vehículos terrestres, marítimos, tal vez incluso aéreos, de varios tamaños y formas, contenedores, grúas, canales interoceánicos, ríos dragados artificialmente para hacerlos navegables, depósitos, tiendas de venta y ni qué decir la cadena de pagos donde el dinero con el que pagaste el lápiz en el punto de venta, se junta con otros, para que luego vayan a un banco, donde el depósito queda como un registro en una base de datos, hasta que algo o alguien envíe una orden que le indica al banco que descuente un valor determinado, debitando ese monto y acreditándolo en otro banco de otro país en otra moneda, para que finalmente, vuelva a haber un débito de ese segundo banco y un crédito en un tercer banco posiblemente en una tercera moneda; sin contar con los procesos de conciliación entre todas esas operaciones financieras, ni los procesos contables administrativos e impositivos, ni las probablemente miles de personas que de alguna manera u otra estuvieron involucradas.

«I, pencil» de Leonard E. Read

Parece que ya nada nos sorprende. Tal vez por desconocimiento, tal vez por falta de interés, o tal vez porque ya es rutina. La magia nos rodea, pero ya no la percibimos.

Ya normalizamos que hoy uno simplemente pueda decir en voz alta, «OK Google, ¿cómo va a estar el tiempo mañana?» y a los pocos segundos tengamos una respuesta.

Google Assistant

A nadie parece maravillar lo que ocurre en esos segundos: mi voz mueve moléculas de aire cercanas, que a su vez empujan otras moléculas de aire y así por delante, como ondas en un lago, hasta que unos milisegundos después llegan a la membrana del micrófono en el smartphone que también comienza a vibrar y a su vez activa un circuito eléctrico generando una minúscula corriente eléctrica que es convertida en pulsos eléctricos para que puedan ser manipulados más fácilmente de manera digital.

Componentes de un smartphone

La llegada de estos pulsos eléctricos dispara un frenesí de actividad eléctrica en el circuito del teléfono, controlado por varias capas de software, cada una con una función específica. Los pulsos eléctricos ya convertidos en código binario (bits) se almacenan en la memoria del celular, alterando el estado de minúsculos transistores del tamaño de moléculas de ADN aplicando fuerzas eléctricas para atraer o repeler electrones según fuera necesario. En algún momento, la información binaria (unos y ceros) llega al programa responsable de controlar las acciones siguientes de qué hacer con el hilo de unos y ceros. Usando fórmulas matemáticas complejas traducidas a rutinas de software, el programa responsable determina que una secuencia de la cadena de bits se acerca con un porcentaje relativamente alto de probabilidad al patrón matemático de la frase disparadora «OK Google», indicando que debe “escuchar” el resto de la secuencia de bits para convertirlos en “palabras clave” de manera a tratar de interpretar la “intención” de la frase, para luego tomar una acción que puede implicar comunicarse con servidores en la nube para su procesamiento y eventualmente obtener una respuesta.

Diagrama básico de reconocimiento de voz

Ahora que el programa de control «sabe» que tiene que responder a mi intención sobre el clima, también sabe que tiene que conocer mi ubicación geográfica. Por suerte, existe una constelación de más de 24 satélites que orbitan la Tierra 2 veces por día a unos 20 mil km de altura a una velocidad de 14 mil km/h. Cada satélite lleva 4 relojes atómicos que utilizan las transiciones entre los diferentes niveles de energía de los electrones como si fuesen péndulos ultra precisos para medir el tiempo. Los satélites de GPS transmiten su medición del tiempo y un circuito electrónico en el teléfono, compara los tiempos recibidos de al menos 4 satélites y mediante cálculos matemáticos puede obtener la longitud y latitud en el planeta. Sin embargo, debido a que el tiempo de los relojes en los satélites transcurre más lento que el medido por un reloj en la superficie por causa de la velocidad relativamente alta de los satélites y que por otro lado, el tiempo transcurre más rápido que sobre la superficie debido al gradiente en el espacio-tiempo causado por la masa de la Tierra, es necesario que el sistema de GPS haga ajustes usando las teorías de Relatividad Especial y General de Einstein para poder tener mediciones de tiempo precisas.

Funcionamiento del GPS

Las instrucciones del programa de control disparan una cascada de actividad en otros circuitos del celular, responsables por la interpretación de la cadena de bits que representa la señal eléctrica de las vibraciones captada por la membrana del micrófono para poder determinar la intención. Luego de complejos y repetitivos cálculos matemáticos determinados por diferentes algoritmos, se produce otra cadena de bits distinta que a su vez generan una señal eléctrica completamente diferente a la que fue producida originalmente por el micrófono. Esta nueva cadena de bits, pasa por otro circuito y otras instrucciones que la divide en paquetes, preparándolos para viajar. La señal eléctrica circula a través de una antena sacudiendo suavemente el campo electromagnético que permea todo el Universo. Estas imperceptibles vibraciones del campo electromagnético, completamente invisibles para los humanos, se repiten miles de millones de veces por segundo, propagándose a velocidad luz en todas direcciones. Esta agitación se suma y se mezcla con las provenientes de otras fuentes que interactúan con el campo electromagnético: otros dispositivos celulares, equipos de WiFi, radar, radios AM/FM, microondas, radar, satélites, GPS, TV, incluso el propio Sol.

Representación de la transmisión ente teléfono y estación base manipulando el campo electromagnético

A mil metros de distancia, la antena de una estación base, respondiendo a las oscilaciones del campo, comienza a ondular en sintonía con la señal irradiada por la antena de mi teléfono, ahora un millón de veces más tenue.

Las fluctuaciones captadas por la antena son convertidas en una corriente eléctrica que es amplificada y reconstruida, para luego extraer los bits que representan los paquetes que contienen la cadena de bits que contiene la codificación de la interpretación de la frase, para volver a re-empaquetarse en otro tipo de secuencia de bits que después terminan como pulsos de luz láser que viajan rebotando por las paredes de un tubo de vidrio flexible fino como un pelo humano, tal vez por decenas de kilómetros en su camino al corazón de la red móvil. En dicho trayecto, es posible que haya algunos saltos, donde la señal ahora óptica deba ser amplificada y regenerada varias veces para evitar que se degrade, sin contar con puntos donde estos y otros paquetes sean agregados para ser transportados por enlaces de mayor capacidad, equivalente a contenedores que pasan de camiones a inmensos barcos cargueros.

Luz de láser dentro de una fibra óptica

Eventualmente, los paquetes llegan a un equipo llamado ruteador que se encarga de encaminarlos según ciertas instrucciones, otras secuencias de bits, que vienen junto con los paquetes. Cada paquete es tratado de manera individual, de manera que la secuencia de bits que representa la intención de la frase recibida por el teléfono, a esta altura separada ya en varios paquetes, pueda ser que sea enviado por rutas distintas en su camino a la nube. Miles de millones de paquetes son enrutados por segundo. Solo algunos de esos paquetes corresponden a los enviados por mi teléfono. Durante este proceso, los pulsos de luz se convirtieron a pulsos eléctricos, que viajan por un circuito construido de un material semiconductor, típicamente fabricado de silicio, elemento químico que se encuentra en la arena y creado hace miles de millones de años durante los últimos días de vida de una estrella decenas de veces más masiva que nuestro Sol.

Capas del ciclo de vida estelar

Los átomos de estos semiconductores están configurados en un entramado tridimensional y sus propiedades fueron alteradas por diseño para proveer exactamente las características necesarias para su funcionamiento.
Es posible, que haya varios ruteadores en el camino, probablemente de distintos fabricantes que se tuvieron que poner de acuerdo para que al menos en algunos puntos haya un funcionamiento estandarizado.

Vista molecular de un transistor

Eventualmente los paquetes se vuelven a convertir en pulsos de luz para hacer un viaje de miles de kilómetros a través de una fibra óptica submarina (hay más de 1 millón de km de cables submarinos en servicio, suficiente para dar más 300 vueltas al mundo), hasta que finalmente llegan a un gigantesco datacenter con cientos de miles de computadoras llamadas servidores donde convergen ya ordenados correctamente a un programa que está corriendo de manera distribuida en miles de nodos, los cuales a su vez son programas que simulan ser computadoras, de manera que la cantidad disponible de computadoras en el datacenter sea aún mayor.

Sección trasversal de un cable de fibra óptica oceánico

Dentro de esa gigantesca muñeca Matrioshka, de capas de abstracción, sobre capas de abstracción de software, la cadena binaria que representa la intención obtenida del procesamiento de la codificación digital de los pulsos eléctricos captados por el micrófono de mi teléfono finalmente llega a destino. Como consecuencia, otros programas se disparan, generando a su vez una miríada de actividad en los circuitos electrónicos del servidor, equipos de comunicación, cables, fibras ópticas, equipos de almacenamiento de datos, etc. En algún momento, los valores necesarios para responder la pregunta inicial (ej: temperatura máxima, mínima, unidad de medida, etc.) son leídos de células de memoria de discos duros de estado sólido, en las que los electrones de sus átomos, mediante el efecto de túnel cuántico, han quedado atrapados de forma tal que seguirán “presos” aún cuando se corte la energía.

Datacenter

Ahora se inicia el proceso de retorno, donde los datos necesarios para responder la pregunta siguen un complejo y tortuoso camino similar, desde la nube al teléfono, durante el cual, campos eléctricos y magnéticos se manipulan en todo tipo de medios: semiconductores, conexiones de oro y platino, cables de cobre, coaxiales, fibras ópticas, ondas de radio, para producir el efecto deseado.

Ondas de presión causadas por la vibración del audio del parlante

Pocos segundos después, la aplicación que inició toda el proceso recibe la respuesta y genera una señal eléctrica que mueve el diafragma del parlante del smartphone que a su vez mueve las moléculas de aire que lo rodean, generando una onda de presión que se propaga por el aire, hasta entrar a mi oído externo a través de un pasaje estrecho llamado “conducto auditivo” que llega hasta el tímpano.

Partes del oído


El movimiento de las ondas sonoras hace que el tímpano vibre y a la vez transmita estas vibraciones a tres huesecillos diminutos del oído medio (llamados martillo, yunque y estribo). Los huesecillos del oído medio amplifican o aumentan las vibraciones de sonido y las envían a una estructura en forma de caracol llena de líquido (la cóclea), donde se forman ondas que viajan a lo largo de la membrana basilar. Las células ciliadas “bailan” con el movimiento de la ola. Al moverse hacia arriba y hacia abajo, unas proyecciones microscópicas parecidas a cerdas (conocidas como estereocilios), que se encuentran encima de las células ciliadas, se topan con una membrana sobresaliente y se inclinan. Esta inclinación hace que se abran unos canales que parecen poros, que están en las puntas de los estereocilios. Cuando esto sucede, ciertas sustancias químicas entran en las células, generando así una señal eléctrica. El nervio auditivo lleva esta señal eléctrica al cerebro, que la convierte en sonidos que podemos reconocer y entender: «Mañana en Asunción estará soleado con una máxima de 34° y una mínima de 21°».

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15 años

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A veces decimos que los cambios cuestan, que es difícil acostumbrarse a los cambios, que somos animales de costumbre. Sin embargo, algunas prácticas sociales fueron modificadas radicalmente en tan solo unos pocos años.

En 2001, el mundo estaba conmovido por los hechos del 11 de Setiembre; mientras que en el mundo tecnológico:

  • Apple introducía el MacOSX (para sus computadoras que aún usaban el procesador PowerPC), y el iPod original con disco rígido de 5GB, capacidad de 1000 canciones, interfaz FireWire, iTunes 1.0 sin el Music Store.
  • Microsoft introducía el Windows XP, mientras que Steve Ballmer decía que: Linux is a cancer.
  • La implosión de las punto com todavía era fresca.
  • Empezaban a aparecer los primeros teléfonos TDMA con WAP y los primeros teléfonos GSM con GPRS y algunos muy pocos con cámara.
  • Algunos descargaban MP3 de Napster y Kazaa.
  • El pen drive aún no se llamaba así, era muy raro (había salido en 2000) y con suerte tenía 8 MB.
  • Las cámaras digitales eran todavía una novedad y difícilmente tenían más de 3 Mpx.
  • Nacía la Wikipedia.
  • Una PC para la casa (Compaq Presario 8000z) “crème de la crème” tenía: 1.53-GHz AMD Athlon XP 1800 processor, 128MB de memoria DDR y 80GB hard drive s un precio de $2,770.
  • HP Omnibook 6100: 15-inch SXGA+ LCD, 1.13-GHz Pentium III processor, 256MB of RAM, 30 GB HDD, bus 133 MHz, 802.11b adapter, 2.8kg. ($3,600).

En Paraguay:

  • Tigo se llamaba Telecel y junto con Personal eran TDMA. El teléfono del momento era el Nokia 8260. Vox y Copesa (luego Porthable, CTI y Claro) ya eran GSM.
  • El Tiempo de Aire se cobraba por minuto y costaba USD 0.42.
  • El SMS bidireccional apenas estaba empezando.
  • Había 1.000.000 de usuarios celulares, 317 mil conexiones de línea fija, 250 mil computadoras, entre 60 a 100 mil usuarios de Internet y la tecnología de acceso predominante era dial-up (Telesurf Wireless había sido lanzado en 2000.
  • Antelco ese año pasaba a ser Copaco.
  • Libertad ascendía de Segunda División, mientras que Horacio Cartes asumía como presidente del club y Cerro Porteño era el ganador de los torneos locales.
  • El dólar estaba a 4,106 PYG/USD.
  • Era el gobierno colorado de Luis Ángel González Macchi.

Hace 15 años no había Skype, ni Gmail, ni YouTube, ni Facebook, ni Twitter, ni Whatsapp, ni Snapchat, ni Instagram, ni las otras redes sociales que hoy usamos profusamente. El iPhone recién aparecería dentro de 6 años (en 2007) y las apps no existían. No había Uber, ni Airbnb, ni Google Maps, ni drones, y pensar en vehículos que se condujeran solos existía solo apenas en la ciencia ficción.

Sin embargo, hoy casi la mitad de la población mundial está en línea, la mayoría mediante teléfonos celulares. No podemos vivir sin constantemente mirar las pantallas de nuestros smartphones que no paran de recibir notificaciones: en menos de una década nuestra vida se digitalizó de formas que nunca podríamos haber imaginado.

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Bajo esta perspectiva, me gustaría imaginarme los próximos 15 años.

  • Dentro de 15 años, los smartphones habrán tenido tanto tiempo de evolución como las PCs de 2001 con relación a la Apple II de 1977, con la diferencia de que el avance será exponencial, lo que cuesta imaginar para nuestro pensamiento acostumbrado a lo lineal.
  • Seguramente las quinceañeras seguirán la costumbre de fiestas tan majestuosas como alcance el bolsillo de los padres, aunque dudo que las selfies sigan de moda, y menos el duckface, o sacar la lengua, pero con seguridad habrán de inventar algo que a las teen de hoy les parecerá ridículo.
  • Tiempo atrás descubrimos que nuestra privacidad on-line era violada rutinariamente y no creo que eso cambie, sino al contrario, la privacidad será muy probable y lastimosamente algo del pasado.
  • El reconocimiento facial será una cosa común y eso hará que la anonimidad sea aún más difícil. Supongo que cualquiera podrá saber quién es quién y cuál es su rating (sí, ya sé que hay un episodio de Black Mirror al respecto).
  • Todo indica que cualquier superficie (no necesariamente plana) podría convertirse en pantalla y estaremos rodeados de ellas (ej: parabrisas, espejos, ventanas, mesas, columnas, paredes).
  • Los avances en inteligencia artificial seguirán progresando y las avanzadas interfaces conversacionales del presente (Amazon Alexa, Google Home, Microsoft Cortana y Apple Siri) parecerán juguetes infantiles.
  • Espero que hayamos encontrado una forma de deshacernos de las contraseñas y que encontremos la forma de usar estándares (enchufes, protocolos, APIs, puertos), aunque tengo la misma esperanza de que los americanos adopten el sistema métrico decimal. Los sistemas biométricos tienen sus propios problemas (ej: usar el pulgar de una persona durmiendo), por lo que creo que no serán una solución en sí, sino parte de la solución.
  • Todo estará conectado a la Internet: esta tendencia es clara, aunque al menos inicialmente los beneficios a veces parezcan absurdos (ej: Alexa, prendé las luces del dormitorio). Sin embargo, estoy percibiendo que el prefijo smart implica obsolescencia programada: basta un update de software para que el dispositivo deje de servir (ej 1: en unos días más, Samsung empujará un update para que el Galaxy Note 7 dejen de funcionar; ej 2: un iPod touch perfectamente funcional ya no puede conectarse a leer email porque el software es obsoleto; ej 3: una tele que funciona como pantalla por años, si es smart, al poco tiempo deja de recibir updates y deja de poder conectarse a los servicios online). Con los ciclos acelerados actuales, ¿cuál es el incentivo de un fabricante de mantener actualizado un producto aún cuando tenga un modelo de ingresos recurrente?
  • La tendencia de video sigue en aumento: este año explotaron los videos live y 360. Google te da almacenamiento ilimitado para tus videos en HD hoy. Snap lanzó sus anteojos con cámara. No es difícil imaginar que en 15 años estemos grabando 24×7. Con time coding, geolocalización, reconocimiento de caras, reconocimiento de voz, lectura de labios, y otros trucos de machine learning, es muy probable que ese stream de video esté completamente indexado para que las búsquedas sean instantáneas (y si, otro episodio de Black Mirror).
  • Algún tipo de avance debería venir en materia de almacenamiento de energía: espero que la ansiedad de autonomía (range anxiety) sea una cuestión del pasado, pero no leí nada al respecto aún.
  • Con tecnología celular de 5ta generación ya bien madura y desplegada y de 6G en sus inicios, supongo que el ancho de banda para transmisiones de 4K debería estar solucionado. Si, incluso acá. ¿Streaming de 8K? No estoy tan seguro de que eso sea algo común todavía (al menos no aquí).
  • Imagino que habremos resuelto la forma de hacer que la realidad aumentada (virtual y mixta) sean de uso corriente, probablemente con anteojos (sería lo más fácil), aunque no descarto lentes de contacto inteligentes, si bien no me imagino cómo sería su fuente de energía.
  • Capaz que maneje un auto eléctrico, o capaz que se hasta ya se maneje solo y todo; aunque dudo que aguante nuestros raudales o nuestra pobre infraestructura que sigue anclada en el siglo pasado.
  • Con la disponibilidad de Netflix, Amazon Video, Spotify en cientos de países en todo el mundo, parecería que las barreras artificiales de disponibilidad por zonas para contenido de entretenimiento (música, video, juegos, etc.) tienen sus días contados. Dudo que sigan estando en 15 años. ¿Eventos en vivo, deportes? Más difícil saber, pero yo diría que onda mitad/mitad: algunos sí, otros no.
  • En 2001 no anticipaba que habría el boom inmobiliario de los últimos años, así que espero algún boom dentro de los próximos 15 años. No sé de qué.  Sin embargo, aunque deseo profundamente lo mejor, dudo que la infraestructura del país avance significativamente y acompañe ese boom, y seguiremos con los problemas típicos de países que no invierten en la educación de su pueblo.
  • Me gustaría pensar que la malaria ya no sería un problema, o el sida, pero dudo que el cáncer esté bajo control, aún con los avances en genética. Si el dengue deja de ser una preocupación, no será gracias a nuestras mejores prácticas sanitarias, sino gracias a algún avance de laboratorio.
  • En ciencias de materiales y nanotecnología ha habido grandes avances que sin duda tendrán su impacto masivo en nuestro día a día: paneles solares más eficientes y económicos, nanobots comestibles o inyectables que pueden hacer su trabajo con precisión en los órganos o células, por citar solo algunos ejemplos.
  • Si la tasa del dólar sigue al mismo ritmo de los últimos 15 años, en 2031 estaría en 8,100 PYG/USD. La economía se explica con matemática, pero a la economía le importa un bledo lo que la matemática diga y finalmente hace lo que quiere.
  • No creo que viajemos ida y vuelta a Marte.
  • Podría hacer una predicción de fútbol, pero no la haré. Uds ya se la pueden imaginar.

Se dice que tendemos a sobreestimar nuestras predicciones a corto plazo y subestimar las de 10 años o más. La verdad no tengo ningún apuro por ver si estas predicciones se cumplen o no. Independientemente, va a ser un interesante recorrido.

¡Feliz 2017!

Update Oct-17: Releyendo el artículo, me acabo de dar cuenta que me olvidé incluir algo relacionado a CRISPR/CAS9, la tecnología de edición genética que tiene el potencial de darle a los humanos la capacidad de alterar su código genético con precisión molecular (incluso puse la imagen de la típica doble hélice del ADN). Si bien son apenas los inicios y cualquier innovación médica toma años por el mismo proceso, 15 años es suficiente para que aparezcan algunos tratamientos basados en CRISPR/CAS9, por ejemplo: tratamientos para fibrosis quística, remedios «personalizados» en base al código genético de uno mismo, y tratamientos para enfermedades ligadas a pocos genes. En agricultura y ganadería seguro que habrá uso más extensivo de esta tecnología, pero no tanto como para curar sino para poner la evolución en «modo turbo»: cambios genéticos que en vez de tomar miles o decenas de miles de años se hagan instantáneamente en el laboratorio. Y así como la tecnología nuclear desató un gran poder tanto para bien como para el mal, es de esperar que pase algo similar con la tecnología genética. Sin duda, se nos viene un brave new world.