Publicación #283, 15 de Junio del 2020
Este boletín gratuito de Information Age Education es editado por Dave Moursund, producido por Ken Loge y traducido al español por Enrique Patiño. El boletín es un componente de las publicaciones de la Educación de la Era de la Información (IAE) y de Avance de la Tecnología y la Educación Globalmente Apropiadas (AGATE).
Todos los números anteriores del boletín y la información de suscripción están disponibles en línea. Además, están disponibles siete libros gratuitos basados en los boletines.
El libro recientemente revisado y actualizado de Dave Moursund, The Fourth R (Segunda edición) ahora está disponible en inglés y en español (Moursund, 2018a, enlace; Moursund, 2018b, enlace). La tesis de este libro es que la 4ta R de Razonamiento / Pensamiento computacional es fundamental para capacitar a los estudiantes de hoy y sus maestros a lo largo del currículo K-12. La primera edición se publicó en diciembre de 2016, la segunda edición en agosto de 2018 y la traducción al español de la segunda edición en septiembre de 2018. Los tres libros tienen ahora un total de 101.500 vistas de página y descargas. Más de 22.000 de estas son de la edición en español.
Actualmente estoy escribiendo un libro tentativamente titulado Currículo de TIC y matemáticas a través de la historia. Cuatro boletines anteriores de IAE contienen contenido sustancial de este libro de trabajo en progreso. Consulte el Boletín de IAE – Número 254 – 31 de marzo de 2019, el Boletín de IAE – Número 255 – 15 de abril de 2019, el Boletín de IAE – Número 256 – 30 de abril de 2019, y el Boletín de IAE – Número 257 – 15 de mayo de 2019. Este boletín actual es el octavo de una serie que formará parte del libro y comenzó con https://iae.org/newsletters/IAE-Newsletter-2020-273.html.
Introducción a las TIC y las matemáticas
A través del plan de estudios de historia. Parte 11
David Moursund
Profesor Emérito, Facultad de Educación.
Universidad de Oregon
“Nunca dudes que un pequeño grupo de ciudadanos reflexivos y comprometidos puede cambiar el mundo; de hecho, es lo único que lo ha hecho “. (Margaret Mead; antropóloga cultural estadounidense; 1901-1978.)
“Cada problema que resolví se convirtió en una regla que luego sirvió para resolver otros problemas”. (René Descartes; filósofo, matemático, científico y escritor francés; 1596-1650.)
“La computadora nació para resolver problemas que antes no existían”. (Bill Gates; magnate de negocios estadounidense, desarrollador de software, inversor y filántropo, y cofundador de Microsoft Corporation, 1955-).
La primera de las tres citas anteriores es una de mis favoritas. Vivimos en un mundo que está cambiando. En algunos casos, un solo individuo o un pequeño grupo hace un descubrimiento o desarrolla una visión que cambia el mundo. Un pequeño grupo de académicos desarrolló la lectura y la escritura hace unos 5.500 años. Eso ha demostrado ser un cambio mundial.
Las citas segunda y tercera se centran en la resolución de problemas. Los humanos son muy buenos para identificar problemas que quieren resolver, o que piensan que alguien más debería resolver. En muchas disciplinas de estudio, los solucionadores de problemas pueden aprovechar el trabajo previo de resolución de problemas de ellos mismos y de otros. Esta es una idea muy importante. La computadora es una ayuda para resolver problemas antiguos y nuevos.
Hice un uso considerable de la Web al escribir este boletín, y también me basé en mis propios antecedentes en matemáticas y ciencias. Las fuentes de información utilizadas en la investigación histórica se pueden dividir en dos categorías generales (Universidad de Washington, Tacoma, n.d., enlace):
Las fuentes primarias incluyen documentos o artefactos creados por un testigo o participante en un evento. Pueden ser testimonios de primera mano o pruebas creadas durante el período de tiempo que está estudiando. Las fuentes primarias pueden incluir diarios, cartas, entrevistas, historias orales, fotografías, artículos de periódicos, documentos gubernamentales, poemas, novelas, obras de teatro y música. La recopilación y el análisis de fuentes primarias es fundamental para la investigación histórica.
Las fuentes secundarias analizan una pregunta académica y a menudo utilizan fuentes primarias como evidencia. Las fuentes secundarias incluyen libros y artículos sobre un tema. Pueden incluir listas de fuentes, es decir, bibliografías, que pueden llevarlo a otras fuentes primarias o secundarias.
La Web es una colección de fuentes primarias y fuentes secundarias. Los artículos como fuente principal a menudo son lo suficientemente técnicos como para que los especialistas en el tema que se presentan puedan leer y comprender. Las fuentes secundarias incluyen casi todo el contenido publicado en los medios populares y ampliamente leídos. El boletín que está leyendo ahora pertenece a esta categoría general. Creo que contiene algo de pensamiento original, pero no contiene ninguna investigación original que haya realizado. A medida que los estudiantes aprenden a leer en la escuela, hay un énfasis considerable en aprender a leer en todo el plan de estudios. Hoy en día, este énfasis se está ampliando para incluir la investigación en todo el plan de estudios.
Si es profesor de historia, puede apreciar mi observación de que la mayor parte del contenido de la Web es en gran parte historia, ya que consiste principalmente en informes sobre lo que ya sucedió. Sin embargo, además de esta historia, la Web incluye pronósticos del tiempo, tablas de mareas oceánicas, la hora de los próximos eclipses de nuestro sol y luna, etc., según las predicciones científicas del futuro. También contiene programas de computadora que pueden resolver una amplia variedad de problemas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas. La Web es un agente de cambio global, y ciertamente es un poderoso agente de cambio en nuestras escuelas. [Vea el próximo boletín de esta serie actual.]
Un ritmo de cambio cada vez mayor
La historia de los prehumanos y los primeros humanos fue, en gran medida, sin incidentes. Los pequeños cambios que ocurren en su vida cotidiana no dejaron un registro de los acontecimientos que cambian el mundo. Tenemos evidencia de la invención de las rocas como herramientas hace unos 3,3 millones de años y de fuego controlado quizás hace un millón de años. Estos son ejemplos de eventos que cambian el mundo.
Durante muchas decenas de miles de años, las personas progresaron lentamente en la resolución de problemas y en la realización de tareas que mejorarían la calidad de sus vidas. Esto comenzó a acelerarse gradualmente con el desarrollo de una agricultura generalizada que comenzó hace unos 11.000 años y que condujo a el aumento de la población, y luego al desarrollo de la lectura y la escritura. Hubo una acumulación gradual de conocimiento y habilidades que la próxima generación de personas podría desarrollar y aumentar. Comenzamos a desarrollar bibliotecas para preservar este conocimiento y ponerlo a disposición de quienes lo necesitaban (Andrews, 17/11/2016, enlace):
La biblioteca más antigua conocida del mundo fue fundada en algún momento del siglo VII a. C. para la “contemplación real” del gobernante asirio Ashurbanipal. Ubicado en Nínive en el Iraq moderno, el sitio incluía un tesoro de unas 30.000 tabletas cuneiformes organizadas según el tema. La mayoría de sus títulos eran documentos de archivo, encantamientos religiosos y textos académicos, pero también albergaba varias obras de literatura, incluida la “Epopeya de Gilgamesh” de 4.000 años de antigüedad.
Ahora, avancemos más de 2.000 años en el momento en que la minería subterránea de carbón se había vuelto importante para las personas en Europa. El problema de tratar con agua en minas subterráneas eventualmente llevó al desarrollo de la primera máquina de vapor justo antes de 1700. Pero, pasaron otros 65 años antes de que se produjera una máquina de vapor práctica y útil y comenzara la Revolución Industrial en Inglaterra. Este fue un evento que cambió el mundo, y el ritmo del cambio comenzó a aumentar cada vez más rápidamente.
Algunos ejemplos de cambios basados en la tecnología desde 1800
El progreso en la tecnología trajo grandes cambios al mundo durante el siglo XIX. Las máquinas de vapor nos trajeron barcos de vapor oceánicos. El desarrollo del telégrafo, el teléfono y la radio durante esos años cambió enormemente la comunicación. La electricidad nos trajo luces eléctricas y motores eléctricos.
Joseph-Marie Jacquard de Francia desarrolló un telar parcialmente automatizado en 1804–05 (Sack, 7/7/2019, enlace). El telar de Jacquard utilizaba tarjetas perforadas intercambiables que controlaban el tejido de la tela para que cualquier patrón deseado pudiera obtenerse automáticamente. Este fue un tipo de tecnología que ahorró mano de obra y cambió una parte importante de la fabricación, y fue un primer paso en el desarrollo de las computadoras.
El notable inventor inglés Charles Babbage adaptó las tarjetas perforadas como medio de entrada-salida para su motor analítico de 1837, una computadora digital no electrónica. El estadístico estadounidense Herman Hollerith utilizó tarjetas perforadas para almacenar y procesar datos del Censo de Estados Unidos de 1890 (Encyclopaedia Britannica, 2020, enlace). Él y James Watson fundaron International Business Machines (IBM) a principios del siglo XX.
El siglo XX trajo cambios cada vez más masivos y duraderos. La medicina como ciencia estableció un fuerte punto de apoyo. En 1928, Alexander Fleming descubrió la penicilina, el primer antibiótico verdadero. Esto fue casi al mismo tiempo que la televisión se estaba desarrollando. A fines de la década de 1930, la tecnología de tubos electrónicos y de vacío se había desarrollado a un nivel que permitía comenzar a construir una computadora digital electrónica. En 1947, se desarrolló el transistor, y finalmente esta tecnología reemplazó en gran medida los tubos de vacío en las computadoras. Los primeros portacontenedores oceánicos entraron en servicio en la década de 1950.
En 1953, los científicos James D. Watson y Francis H.C. Crick anunciaron que habían determinado la estructura de doble hélice del ADN, la molécula que contiene genes humanos. Estaba surgiendo una ciencia de la ingeniería genética, y esto ciertamente se ha convertido en un cambio mundial.
El primer satélite de comunicaciones se puso en órbita en 1962. Ahora tenemos computadoras muy potentes, satélites de comunicaciones, fibra óptica, Internet, robots y teléfonos inteligentes. Veo estos desarrollos como cambiadores mundiales.
Simplemente estás viviendo en un momento en que esta ola de cambio trascendental está comenzando bien. Puedes presenciarlo y participar ahora mismo. Puede practicar ser futurista y hacer pronósticos de cómo la Tecnología de la Información y la Comunicación (TIC) cambiará el mundo durante el próximo siglo o milenio. Además, usted y sus alumnos pueden convertirse en historiadores, examinando cómo las TIC han cambiado el mundo durante los últimos 75 años. Es probable que usted y sus alumnos tengan familiares de 75 años o más que puedan compartir historias sobre las muchas maneras en que estos desarrollos han cambiado sus vidas.
La era de la información
Usted sabe acerca de la era de los cazadores-recolectores, la era agrícola, la primera revolución industrial (energía de vapor y locomotoras), la segunda revolución industrial (electricidad, luces eléctricas y motores de combustión interna) y la era de la información (también llamada tercera revolución industrial). En los Estados Unidos, la era de la información comenzó en 1956, cuando la cantidad de trabajadores de cuello blanco excedió por primera vez la cantidad de trabajadores de cuello azul (Moursund, 2019, enlace):
Por supuesto, en ese momento relativamente pocos trabajos tenían mucho que ver con las computadoras y la tecnología relacionada con las computadoras. Lo que estaba ocurriendo era una tendencia constante de personas que tenían trabajos de fabricación en la era industrial. Un número cada vez mayor de personas tenía empleos como empleados de tiendas, empleados de oficina, maestros, enfermeras, etc.
Estábamos cambiando a una economía de servicios. Los medios de comunicación podrían haber llamado a la nueva era la Era del Servicio. Sin embargo, La era de la información ciertamente suena más a la moda.
Entonces, aquí hay una pregunta para todos los maestros. Para cada una de las áreas temáticas que enseña, ¿cuáles han sido algunos de los principales agentes de cambio histórico en estas áreas temáticas? Más específicamente, ¿cómo está cambiando la Tecnología de la Información y la Comunicación (TIC) el contenido, la pedagogía y la evaluación de las disciplinas que usted enseña? O, para ser aún más específicos, ¿qué diferencias están haciendo las computadoras? Como cada disciplina de estudio tiene una historia, este boletín puede ser útil para todos los maestros.
Mi reciente búsqueda en Google sobre el historial de expresiones de las computadoras produjo unos 881 millones de resultados. ¡No hace falta decir que no he leído toda esta literatura en preparación para escribir este boletín! El resto de este boletín analiza algunos ejemplos de eventos de cambio mundial basados en computadora que están actualmente en curso.
Conectividad
Las primeras computadoras digitales electrónicas eran máquinas independientes. No fue hasta 1969 que Arpanet se usó por primera vez para conectar dos computadoras (Shedden, 29/10/2014, enlace). Hoy en día, damos por sentado esa conectividad. Tendemos a pensar en una computadora como un dispositivo de procesamiento de información y un dispositivo de conectividad, y consideramos ambos cuando hablamos de la velocidad de un sistema informático.
La conectividad fue un problema importante mucho antes de que tuviéramos computadoras digitales electrónicas. El telégrafo eléctrico se desarrolló en la década de 1840 y requería conectividad. Del mismo modo, el teléfono requiere conectividad. Ambos medios de comunicación fueron frustrados por los océanos.
Sin embargo, actualmente hay más de 400 cables submarinos (Routley, 8/24/2017, enlace). La historia de los cables submarinos es bastante interesante. Aquí hay tres videos sobre este tema que disfruté viendo: (Consejo de Investigación de Ciencias Sociales y Humanidades de Canadá, 26/06/2017, enlace); (AT&T, 21/03/2011, enlace); (Archivos de AT&T, 15/5/2014, enlace). El tercer video es la historia de un cable transatlántico de 1959 para llevar conversaciones telefónicas. Tres años antes, se completó el primer cable transatlántico para teléfono (Wikipedia, 2020, enlace). Ese cable podría (solo) manejar 36 conversaciones simultáneas.
El desarrollo de la fibra óptica condujo a un progreso realmente sorprendente en la conectividad (Wikipedia, 2020e, enlace):
Una fibra óptica es una fibra flexible y transparente hecha llevando el vidrio (sílice) o plástico a un diámetro ligeramente más grueso que el de un cabello humano. Las fibras ópticas se usan con mayor frecuencia como un medio para transmitir luz entre los dos extremos de la fibra y encontrar un amplio uso en las comunicaciones de fibra óptica, donde permiten la transmisión a distancias más largas y a mayores anchos de banda (velocidades de transferencia de datos) que los cables eléctricos. Se usan fibras en lugar de cables metálicos porque las señales viajan a lo largo de ellas con menos pérdida; Además, las fibras son inmunes a la interferencia electromagnética, un problema que sufren los cables metálicos.
Compare el logro del cable transatlántico de 1959 con 36 llamadas telefónicas con los cables submarinos de fibra óptica de hoy en día (Nguyen, 28/02/2019, enlace):
Un nuevo experimento ha logrado una capacidad récord de cable de fibra óptica de 26,2 terabits por segundo en más de 6.000 kilómetros del cable de fibra óptica transatlántico MAREA. [Este cable de 2019 es propiedad conjunta de Microsoft y Facebook. Actualmente, la velocidad de transferencia promedio a través del cable Marea es de alrededor de 9,5 terabits por segundo.]
Si realiza una llamada telefónica en el extranjero o utiliza la informática en la nube, existe un 99 por ciento de posibilidades de que se utilice un cable de fibra óptica submarino. Ahora, el nuevo trabajo con láseres promete exprimir más datos a través de estos cables, para ayudar a satisfacer la creciente demanda de flujo de datos entre computadoras en América del Norte y Europa.
Un terabit es un billón de bits. A una velocidad de 9,5 terabits por segundo, esto es más que suficiente para acomodar a un millón de espectadores cada uno viendo una película diferente con calidad DVR. Me resulta difícil imaginar un medio millón de conversaciones telefónicas de video simultáneas con video de calidad DVR que se producen simultáneamente a través de este cable transatlántico de fibra óptica (Harris, 6/2/2020, enlace):
A nivel mundial, alrededor de 380 cables submarinos transportan más del 99,5 por ciento de todo el tráfico de datos transoceánicos. Cada vez que visita un sitio web extranjero o envía un correo electrónico al extranjero, está utilizando un cable de fibra óptica en el fondo del mar. Los satélites de comunicación, incluso las grandes redes planificadas como el sistema Starlink de SpaceX [la compañía de vuelos espaciales privados de Elon Musk], no pueden mover datos de manera tan rápida y económica como los cables submarinos.
Estos satélites de comunicación desempeñarán un papel de comunicación cada vez más importante, tanto ahora como en el futuro. Tecnológicamente, ahora tenemos el potencial de poder proporcionar servicios a través de la comunicación de alta velocidad por satélite a todas las personas del mundo. Elon Musk es un líder en proyectos visionarios (O’Callaghan, 21/04/2020, enlace):
El despliegue de los satélites Starlink parece haber ido exactamente según lo planeado, lo que significa que SpaceX ahora tiene alrededor de 240 satélites en servicio para Starlink. Ya, después de que el último lote subiera a principios de enero, SpaceX se convirtió en el operador privado de satélites más grande del mundo, y ahora solo está extendiendo su liderazgo.
Actualmente hay planes para al menos media docena de lanzamientos más este año. Se espera que un total de 1.440 de estos satélites de comunicación sean suficientes para proporcionar un servicio global de alta calidad.
La velocidad de las computadoras
Me gusta tratar con grandes números, siempre que sean relevantes para un tema que me interesa. En el boletín anterior, mencioné que las primeras computadoras disponibles en el mercado podrían completar alrededor de mil operaciones aritméticas por segundo, y que la computadora más rápida del mundo hoy es aproximadamente 200.000 millones de veces más rápida. Así que aquí están mis preguntas. ¿Quién necesita esa velocidad? ¿Para qué sirve?
¿Puedes pensar en algún tipo de problema frecuente que requiera el uso de computadoras de muy alta velocidad? Te daré una pista. Es muy probable que con frecuencia haya encontrado este problema.
Encontré este tipo de problema cuando quería saber sobre la computadora más rápida del mundo. Usé Google para buscar en la velocidad de expresión de la computadora más rápida del mundo. El motor de búsqueda de Google produjo 198 millones de resultados en 0,46 segundos.
¿Lo que realmente pasó? Google buscó en su base de datos, encontró 198 millones de resultados que determinó que eran relevantes para mi expresión de búsqueda, los clasificó utilizando un conjunto patentado de unos 200 criterios y me dijo que había tomado menos de medio segundo para completar esta tarea.
Una digresión
Quiero desviarme por un minuto. Hace veinte años, en los Estados Unidos, la escuela secundaria pública típica tenía una biblioteca y un bibliotecario, y tenía aproximadamente 20 libros por alumno. Por lo tanto, una escuela con alrededor de mil estudiantes era apta para tener una biblioteca que contenía aproximadamente 20.000 libros más una amplia variedad de revistas, materiales audiovisuales, imágenes, etc. (NCES, 2005, enlace).
Los libros se catalogarían en un catálogo de tarjetas para ayudar a los estudiantes, maestros y otros a encontrar un libro sobre un tema en particular. El catálogo de tarjetas contendría un promedio de aproximadamente seis tarjetas por libro, incluida una tarjeta de autor, una tarjeta de título y, por lo general, una o más tarjetas de temas. Entonces, la escuela de 1.000 estudiantes bien podría tener 80.000 o más tarjetas en su catálogo de tarjetas.
El catálogo de tarjetas de la biblioteca fue un gran desarrollo, al igual que dejar de lado los libros de manera sistemática, generalmente de acuerdo con los sistemas de clasificación Dewey Decimal o Library of Congress. Estos son de gran ayuda para un estudiante que busca información. Sin embargo, encontrar información sobre un tema muy específico a menudo frustraría a un estudiante. El bibliotecario de la escuela, que ya está completamente familiarizado con las existencias de la biblioteca, aún podría pasar horas ayudando al estudiante. Compare esto con poder buscar en la Web sobre cualquier tema imaginable y recibir una respuesta en solo segundos. ¡Y, la biblioteca web que se busca es muchas decenas de miles de veces más grande que la biblioteca escolar!
Ahora, volvemos a mi búsqueda en Google de información sobre la computadora más rápida del mundo, y los resultados me aturden. El hecho de que Google haya encontrado 198 millones de visitas me dice que buscó en una gran base de datos. Me pregunto qué tan grande es la base de datos de Google y si es toda la Web. Entonces, procedí con otra búsqueda en Google, esta vez sobre el tamaño de expresión de la base de datos buscada por Google. Google respondió con la información que había encontrado 493 millones de resultados en 0,44 segundos. Pasé un par de minutos navegando por las breves descripciones de algunos de sus resultados principales, y finalmente me decidí por un artículo sobre la Búsqueda de Google (Wikipedia, 2020c, enlace):
Google Search, también conocido como Google Web Search o simplemente Google, es un motor de búsqueda web desarrollado por Google. Es el motor de búsqueda más utilizado en la World Wide Web en todas las plataformas, con una cuota de mercado del 92,62% a junio de 2019 que maneja [en promedio] más de 5.400 millones de búsquedas por día.
El orden de los resultados de búsqueda devueltos por Google se basa, en parte, en un sistema de clasificación de prioridad llamado “PageRank”.
Números muy interesantes El número de 5.400 millones de búsquedas por día es de aproximadamente 60 mil búsquedas por segundo. El número 5.400 millones se puede comparar con la población total de la tierra de aproximadamente 7.800 millones de personas para determinar que Google realiza aproximadamente 2/3 de una búsqueda por día para cada persona en la tierra. Esto requiere el uso de cientos de miles de computadoras muy rápidas. En el sitio web de Internet Live Stats, puede ver un reloj que cuenta en vivo el número de búsquedas de Google que han habido hasta el día de hoy. (Internet Live Stats, n.d., link).
Sin embargo, estos datos no responden a mi pregunta original sobre el tamaño de la base de datos buscada por Google. La búsqueda adicional de los resultados de mi búsqueda produjo un sitio web que respondió parcialmente a mi pregunta: “La web indexada contiene al menos 5.500 millones de páginas” (de Kunder, 22/05/2020, enlace).
Pero, ¿qué es una página? Otra búsqueda más en Google proporcionó la información de que una página web promedio ha aumentado de tamaño y ahora tiene aproximadamente cuatro millones de bytes. Un byte es de ocho bits y almacena un carácter alfabético, un carácter numérico, un signo de puntuación o un espacio en blanco. Por lo tanto, una palabra de seis caracteres seguida de un espacio en blanco utiliza siete bytes de almacenamiento de memoria de la computadora. Una novela de 300 páginas tiene aproximadamente un millón de bytes de longitud. Pienso que una página web promedio es aproximadamente equivalente a cuatro novelas que no contienen imágenes u otros gráficos. Las imágenes ocupan mucho espacio de almacenamiento en la computadora.
Puede pensar que Google almacena el contenido completo de todos los documentos que busca, pero no lo hace. Hacerlo violaría las diversas leyes de derechos de autor de países de todo el mundo. Lo que Google hace es desarrollar un índice individual para cada uno de los miles de millones de documentos que el motor de búsqueda de Google recibirá instrucciones de buscar. Este proceso de indexación se lleva a cabo por una computadora, indexando cada documento debajo de cada palabra que contiene (Google, 2020, enlace).
Mi búsqueda reciente de Google de la palabra Y produjo unos 25.270.000.000 resultados en 0,46 segundos, y produjo los mismos resultados cuando busqué la palabra El. Esto me sugiere que en el momento actual Google está buscando más de 25 mil millones de documentos individuales, y que hacer una búsqueda y procesar los resultados lleva aproximadamente medio segundo. Para llevar a cabo un promedio de 60.000 búsquedas por segundo, Google utiliza muchas decenas de miles de computadoras muy rápidas.
Estas computadoras hacen uso de unidades de almacenamiento internas y externas enormes, muy rápidas. Esto me recuerda el momento a fines de la década de 1970 cuando las microcomputadoras comenzaban a ser ampliamente aceptadas como ayudas para el procesamiento de datos comerciales y de otro tipo. Me quedé muy impresionado cuando escuché sobre una unidad de disco de cinco megabytes y $ 5.000 para microcomputadoras. Ahora, $ 40 me darán una memoria USB de 256 gigabytes. Contando la inflación, esta es una disminución en el costo por byte almacenado por un factor de más de 15 millones. Una memoria USB de 256 gigabytes almacena el equivalente a aproximadamente 256.000 novelas que promedian 300 páginas cada una.
Por supuesto, una unidad de disco USB es más lenta que una unidad de disco. Recientemente compré una unidad de disco de respaldo de cuatro gigabytes para mi computadora de escritorio por menos de cien dólares. En términos del costo por byte de almacenamiento, y teniendo en cuenta la inflación, ¡esta es una disminución en el costo por un factor de aproximadamente 12 millones en los últimos 40 años!
Inteligencia artificial
El desarrollo de ayudas a las capacidades físicas humanas ha sido una parte muy importante de nuestra historia. Caballos, bueyes, perros (para jalar trineos) y otros animales de tiro fueron domesticados y proporcionaron poder para suplementar y, a veces, reemplazar el poder muscular humano. Dudo si alguien pensó usar la expresión Músculo artificial en ese momento. Sin embargo, solo por diversión, una vez escribí un blog titulado Inteligencia Artificial y Músculo Artificial (Moursund, 16/02/2011, enlace). El blog ha tenido más de 21.000 visitas.
El término Caballos de fuerza es parte de nuestro vocabulario, y se remonta a 1776 cuando James Watt estaba tratando de comparar la potencia de la máquina de vapor que había desarrollado con la potencia de los caballos utilizados anteriormente para ayudar a bombear agua fuera de las minas. Caballos de fuerza tiene una definición científica precisa y es fácil de medir (Rouse, 2020, enlace):
Caballos de fuerza es una medida de energía: 550 libras-pie por segundo Una libra de pie es una unidad de trabajo igual al trabajo realizado por una fuerza de una libra que actúa a través de una distancia de un pie en la dirección de la fuerza.
Por lo tanto, podemos medir la potencia muscular (potencia de los caballos) con precisión, pero ¿cómo se define y mide la potencia cerebral o la inteligencia artificial? Cuando se hizo evidente que las computadoras digitales electrónicas podían realizar algunas tareas inteligentes, los términos Inteligencia Artificial en los EE. UU. e Inteligencia de Máquina en Europa se desarrollaron para describir este fenómeno. La gente no eligió usar la expresión potencia cerebral artificial o cognición artificial.
Durante muchos años hemos tenido una variedad de pruebas de coeficiente intelectual que se pueden usar para asignar un número de Cociente de inteligencia a una persona. Sin embargo, esto carece de precisión, en parte porque no hay dos cerebros idénticos. Un solo número puede representar energía en términos de potencia producida por un motor, pero un solo número no puede representar la gran cantidad de capacidades diferentes de un cerebro humano.
Si lo único que quisiéramos que hiciera una computadora es realizar las operaciones aritméticas de suma, resta, multiplicación y división de manera rápida y precisa, podríamos comparar esto con la capacidad humana promedio para realizar las mismas tareas. Dentro de este rango muy estrecho de comportamiento inteligente, incluso las primeras computadoras disponibles comercialmente a principios de la década de 1950 eran miles de veces más inteligentes que los humanos.
Sabemos que la inteligencia humana es mucho más que la capacidad de realizar operaciones aritméticas. ¿Cómo se define y mide la inteligencia humana en una computadora? Los primeros investigadores de IA seleccionaron ejemplos concretos, como jugar un juego de damas o ajedrez. Si una computadora pudiera ser enseñada (programada) para jugar damas o ajedrez bien, esto indicaría progreso en el desarrollo de IA.
Las personas que trabajan en IA pueden señalar el progreso que ha logrado el campo en el desarrollo de computadoras que pueden superar a los humanos en una variedad de áreas. Fue un hito cuando una computadora derrotó al actual campeón mundial de ajedrez en 1997. Fue otro hito cuando una computadora derrotó a dos campeones humanos en el juego de televisión Jeopardy en 2011. Luego, en 2016, una computadora derrotó a un jugador campeón mundial en El juego de Go, un juego que es mucho más complejo que el ajedrez. Además, las computadoras de hoy pueden procesar la entrada de voz y producir salida de voz. De vez en cuando, utilizo el software gratuito llamado Google Translate que actualmente puede proporcionar traducciones entre 109 idiomas humanos diferentes (Google, 2020, enlace).
Sin embargo, resulta que todos estos logros informáticos bastante sorprendentes los realizan máquinas que no tienen absolutamente ningún conocimiento de lo que están haciendo. Me gusta la analogía de una herramienta de fabricación industrial que estampa piezas metálicas que luego se ensamblarán en un producto para ser vendido y utilizado. La máquina es mucho más rápida y precisa que los humanos que intentan realizar la misma tarea utilizando herramientas manuales, pero de ninguna manera pensamos que una máquina de este tipo tenga una potencia muscular artificial similar a la humana.
Muchos investigadores en IA están trabajando para desarrollar Inteligencia General Artificial (AGI en Inglés) (Wikipedia 2020b, enlace):
La Inteligencia General Artificial (AGI) es la inteligencia hipotética de una máquina que tiene la capacidad de comprender o aprender cualquier tarea intelectual que un ser humano pueda. Es un objetivo principal de algunas investigaciones de inteligencia artificial y un tema común en los estudios de ciencia ficción y futuros. El AGI también se puede denominar IA fuerte, IA completa o acción inteligente general. Algunas fuentes académicas reservan el término “IA fuerte” para máquinas que pueden experimentar la conciencia. Se especula que la IA de hoy está a décadas de distancia de AGI.
A diferencia de la IA fuerte, la IA débil (también llamada IA estrecha o IA débil) no está destinada a realizar habilidades cognitivas humanas, sino que la IA débil se limita al uso de software para estudiar o realizar tareas específicas de resolución de problemas o razonamiento.
La investigación de IA de hoy está siendo fuertemente financiada por gobiernos, corporaciones con fines de lucro y corporaciones sin fines de lucro en todo el mundo. Por ejemplo, el Instituto Allen es un instituto de investigación de biociencia financiado con fondos privados y sin fines de lucro fundado por Paul Allen, uno de los fundadores de Microsoft.
El Instituto Allen realiza investigaciones a gran escala con el compromiso de un modelo de ciencia abierto dentro de sus institutos de investigación, el Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro, el Instituto Allen para la Ciencia Celular, el Instituto Allen para la Inmunología y el Instituto Allen para la IA (Wikipedia, 2020a, enlace).
La compañía OpenAI, Inc. ofrece un giro interesante en las compañías sin fines de lucro y con fines de lucro dedicadas a la investigación de IA. Fue fundada el 11 de diciembre de 2015 como una organización sin fines de lucro por Elon Musk y otras cinco personas. Sin embargo:
El CEO de Tesla se separó del laboratorio en 2018, y el año pasado se convirtió en una empresa con fines de lucro y recibió una inversión de mil millones de Microsoft. Los líderes de OpenAI afirman que solo al comercializar su investigación en beneficio de los inversores puede aumentar los miles de millones necesarios para mantener el ritmo en las fronteras de la IA (Simonite, 6/11/2020, enlace).
En 2019, Microsoft invirtió mil millones de dólares en OpenAI para ser utilizado por una empresa propiedad de Microsoft para construir una computadora para OpenAI (Langston, 19/5/220, enlace):
Pero esta no es una supercomputadora corriente. Es una bestia de máquina. La compañía dijo que tiene 285.000 núcleos de CPU, 10.000 GPU [Unidades de procesamiento gráfico] y 400 gigabits por segundo de conectividad de red para cada servidor GPU.
Comparado con las supercomputadoras más rápidas del planeta, Microsoft dice que ocupa el quinto lugar.
…
“A medida que aprendimos más y más sobre lo que necesitamos y los diferentes límites de todos los componentes que conforman una supercomputadora, pudimos decir: ‘Si pudiéramos diseñar nuestro sistema de sueños, ¿cómo sería?’ “Dijo el CEO de OpenAI, Sam Altman. “Y luego Microsoft pudo construirlo”.
¿Qué hará OpenAI con esta máquina de sueños? La compañía está construyendo algoritmos de inteligencia artificial cada vez más grandes, todavía no estamos cerca de la Inteligencia Artificial General …
Esta computadora en particular incluye 10.000 microcomputadoras muy rápidas, cada una con una gran cantidad de memoria muy rápida, y cada una conectada a otras por una conectividad muy rápida. Esta nueva computadora es una máquina virtual. Esto significa que es una computadora que se simula en computadoras físicas que Microsoft tiene en uno o más de sus centros informáticos existentes actualmente.
Quizás esta declaración se vuelva más comprensible si la relaciono con el almacenamiento en la nube. Usted sabe que los datos de la computadora no se almacenan realmente en nubes en el cielo. El espacio de almacenamiento se encuentra en dispositivos de almacenamiento físico que residen en centros informáticos. Una persona o empresa puede alquilar la cantidad de almacenamiento de computadora que necesita, y esto se puede cambiar simplemente pidiendo más almacenamiento o menos almacenamiento, pagando solo la cantidad necesaria en un momento determinado.
Las compras en línea están cambiando el mundo
El enfoque de esta sección está en las muchas formas en que la velocidad de la computadora, la conectividad y la IA están cambiando las compras minoristas. Utiliza la compañía llamada Amazon, establecida en 1994 por Jeff Bezos, como ejemplo.
Las primeras computadoras digitales electrónicas eran máquinas autónomas e independientes. Tomó años de investigación antes de que las personas lograran conectar dos computadoras (Computer Hope, 2020, enlace):
Internet nació oficialmente, con la primera transmisión de datos enviada entre UCLA y SRI, el 29 de octubre de 1969, a las 10:30 p.m.
Ray Tomlinson envió el primer correo electrónico en 1971.
A partir de estos esfuerzos de conectividad iniciales, no fue un gran paso vender libros electrónicos y otro contenido digital que se pudiera pedir y entregar en línea. A partir de ahí, una compañía de ventas en línea podría pasar a tomar pedidos en línea y luego entregar productos físicos utilizando sistemas de distribución que se habían establecido en el pasado. Pero, esto ciertamente no ocurrió de la noche a la mañana. La historia de Jeff Bezos, quien fundó Amazon en 1994, es una historia de éxito empresarial realmente sorprendente (Wikipedia, 2020d, enlace):
Después de leer un informe sobre el futuro de Internet que proyectaba un crecimiento anual del comercio web del 2.300%, Bezos creó una lista de 20 productos que podrían comercializarse en línea. Redujo la lista a lo que consideró que eran los cinco productos más prometedores, que incluían: discos compactos, hardware, software, videos y libros. [Todos se prestaron para ser vendidos en línea, pero entregados como productos físicos]. Bezos finalmente decidió que su nuevo negocio vendería libros en línea, debido a la gran demanda mundial de literatura, el bajo precio unitario de los libros y la gran cantidad de títulos disponibles en impresión. Amazon se fundó en el garaje de la casa alquilada de Bezos en Bellevue, Washington. Los padres de Bezos invirtieron casi $ 250.000 en la puesta en marcha.
Amazon hace un uso sustancial de las computadoras y la inteligencia artificial. Las siguientes citas cortas son de un artículo de Stephanie Condon, basado en la información que presentó en una conferencia patrocinada por Amazon (Condon, 6/5/2019, enlace):
“Amazon ha sido una empresa de tecnología desde el principio”, dijo Jeff Wilke, CEO de la división de Consumo Mundial de Amazon, durante la conferencia magistral del miércoles. Dicho esto, agregó, “Estamos solo en las etapas iniciales de comprender realmente el potencial” de la IA.
Ahora la automatización es una parte clave de las operaciones de Amazon. La compañía está en camino de desplegar más de 200.000 robots, dijo Wilke.
Amazon también reveló los nuevos robots del centro de cumplimiento, llamados Pegasus y Xanthus, así como un nuevo avión no tripulado que Amazon dice que comenzará las entregas comerciales en unos meses.
En todo momento, “No secuestramos a nuestros científicos”, dijo. En cambio, los científicos de datos se integraron en equipos centrados en el producto y la experiencia del cliente. “Comienzan con la experiencia del cliente, no con el algoritmo de aprendizaje automático”, dijo.
A fines de 2019, Amazon tenía aproximadamente 840.000 empleados, sus ventas en 2019 fueron de $ 280 mil millones y sus ganancias de 2019 fueron de $ 14,5 mil millones (Wikipedia, 2020d, enlace). Cuando el coronavirus comenzó a afectar seriamente a los Estados Unidos, Amazon rápidamente agregó más de 175.000 nuevos empleados temporales. Es probable que aproximadamente 100.000 de estos se conviertan en empleados permanentes (Dumaine, 13/05/2020, enlace). Por lo tanto, cuando se escribió este boletín, Amazon tenía aproximadamente un millón de empleados.
El sistema de entrega de Amazon es una de las razones de su éxito. Las computadoras juegan un papel importante en este sistema. Los clientes de Amazon que pagan una tarifa anual por una Membresía Prime reciben entrega gratuita de un día (Lee, 30/1/2020, enlace):
“La membresía Prime continúa mejorando para los clientes año tras año. Y los clientes están respondiendo: más personas se unieron a Prime este trimestre que nunca antes, y ahora tenemos más de 150 millones de miembros Prime pagados en todo el mundo “, dijo Bezos en un comunicado. “Hemos hecho que la entrega de Prime sea más rápida: la cantidad de artículos entregados a los clientes de EE. UU. con la entrega gratuita de Prime en un día y el mismo día se cuadruplicó este trimestre en comparación con el año pasado. Los miembros ahora tienen entrega gratuita de comestibles de dos horas en Amazon Fresh and Whole Foods Market en más de 2.000 ciudades y pueblos de EE. UU.
En resumen, las mega tiendas en línea como Amazon han cambiado las ventas minoristas. También han tenido un impacto en la vida diaria de muchos de nosotros y amenazan la existencia continua de muchas tiendas y centros comerciales locales. Amazon vende más de 12 millones de productos diferentes (Amazon Blog, 2020, enlace). Durante los últimos meses, sus ventas han aumentado sustancialmente debido a la pandemia de coronavirus. Otras compañías también han visto aumentos sustanciales en sus ventas en línea. Por ejemplo, la telemedicina se ha expandido enormemente.
Observaciones finales
Hemos explorado solo algunas de las muchas formas en que la tecnología informática está cambiando nuestro mundo. El ritmo de cambio ha sido rápido y los resultados acumulativos son bastante abrumadores. Este boletín toca algunos de los aspectos subyacentes relacionados con la computadora de estos cambios. Estos incluyen la conectividad, la velocidad de la computadora, la inteligencia artificial, el almacenamiento y la recuperación de información, y la rápida expansión de las compras en línea.
Todos estos cambios impactan directamente la educación formal. Los primeros cuatro tienen ramificaciones obvias para nuestras escuelas. El quinto nos dice que las oportunidades de empleo y negocios están cambiando. Es hora de que las escuelas evalúen estos cambios para proporcionar mejor a los estudiantes una educación que los ayude a prepararse para su futuro.
El próximo boletín analiza el futuro de la educación y cómo la tecnología informática ayudará a dar forma a ese futuro.
Referencias y recursos
Blog de Amazon (2020). Estadísticas de Amazon que debe conocer: Oportunidades para aprovechar al máximo el principal mercado en línea de Estados Unidos. Consultado el 6/9/2020 de https://www.bigcommerce.com/blog/amazon-statistics/#10-fascinating-amazon-statistics-sellers-need-to-know-in-2020.
Andrews, E. (17/11/2016). 8 legendarias bibliotecas antiguas. Historia. Consultado el 6/9/2020 de https://www.history.com/news/8-impressive-ancient-libraries.
AT&T (21/03/2011). C S Palangres. (Video, 28:14.) Consultado el 6/6/2020 de https://techchannel.att.com/play-video.cfm/2011/3/21/AT&T-Archives-CS-Longlines.
Archivos de AT&T (15/5/2014). Cable al continente. (Video, 14:58.) Consultado el 6/6/2020 de https://www.youtube.com/watch?v=yqRj3lvvg7Y.
Computer Hope (2020). Historia de la red informática. Consultado el 25/05/2020 en https://www.computerhope.com/history/network.htm.
Condon, S. (5/6/2019). Amazon comparte cómo aprovecha la IA en todo el negocio. ZDNet. Consultado el 8/6/2020 de https://www.zdnet.com/article/amazon-shares-how-it-leverages-ai-throughout-the-business/.
de Kunder, M. (22/5/2020). El tamaño de la World Wide Web. Consultado el 22/05/2020 en https://www.worldwidewebsize.com/.
Dumaine, B. (13/05/2020). Amazon fue creado para una pandemia (YouTube Video, 7: 05.) Consultado el 5/31/2020 de https://www.youtube.com/watch?v=2HvOEi6aKR0.
Enciclopedia Británica (2020). Herman Hollerith. Consultado el 6/4/2020 de https://www.britannica.com/biography/Herman-Hollerith.
Google (2020a). Búsqueda de Google. Consultado el 6/12/2020 en https://www.google.com/search/howsearchworks/crawling-indexing/.
Google (2020b). Traductor de google. Consultado el 6/12/2020 en https://translate.google.com/.
Harris, M. (6/2/2020). Google y Facebook dan la espalda al cable submarino a China. techcrunch.com. Consultado el 6/7/2020 de https://techcrunch.com/2020/02/06/google-and-facebook-turn-their-backs-on-undersea-cable-to-china/.
Estadísticas de Internet en vivo (n.d.). Estadísticas de búsqueda de Google. Consultado el 22/05/2020 en https://www.internetlivestats.com/google-search-statistics/.
Langston, J. (19/5/2020). Microsoft anuncia una nueva supercomputadora, presenta una visión para el futuro trabajo de IA. El blog de IA. Consultado el 6/2/2020 de https://blogs.microsoft.com/ai/openai-azure-supercomputer/.
Lee, N. (30/1/2020). Amazon tiene 150 millones de miembros Prime ahora. engadget Consultado el 28/05/2020 en https://www.engadget.com/2020-01-30-amazon-q4-2019.html.
Moursund, D. (2019). Era de la información. IAE-pedia. Consultado el 25/05/2020 en http://iae-pedia.org/Information_Age.
Moursund, D. (2018a). La cuarta R (segunda edición). Eugene, OR: Educación de la era de la información. Consultado el 5/26/2020 de http://iae-pedia.org/The_Fourth_R_%28Second_Edition%29.
Moursund, D. (2018b). La cuarta R (Segunda edición). Eugene, OR: Educación de la era de la información. Consultado el 5/26/2020 en http://iae-pedia.org/La_Cuarta_R_(Segunda_Edici%C3%B3n).
Moursund, D. (16/02/2011). Inteligencia artificial y músculo artificial. Blog del IAE. Recuperado el 31/05/2020 de https://i-a-e.org/iae-blog/entry/artificial-intelligence-and-artificial-muscle.html.
NCES (2005). Bibliotecas de escuelas públicas de Estados Unidos: 1953-2000. Centro Nacional de Estadísticas Educativas. Consultado el 6/7/2020 de https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:nFErX_-o9LsJ:https://nces.ed.gov/pubs2005/2005324.pdf+&cd=15&hl=en&ct=clnk&gl=us&client=firefox-b-1-d
Nguyen, C. (28/02/2019). El cable submarino Marea de Microsoft y Facebook rompe el récord de velocidad de transferencia de datos. Tendencias digitales. Consultado el 6/9/2020 de https://www.digitaltrends.com/computing/marea-undersea-cable-faster-data-transfer-speed/.
O’Callaghan, J. (21/04/2020). ¿Qué son esas extrañas luces en movimiento en el cielo nocturno? Explicaron los satélites ‘Starlink’ de Elon Musk. Forbes Consultado el 6/7/2020 de https://www.forbes.com/sites/jonathanocallaghan/2020/04/21/what-are-those-strange-moving-lights-in-the-night-sky-elon-musks-starlink-satellites-explained/#1e28de517cbc.
Rouse, M. (2020). Caballos de fuerza (hp). Whatsit.com Consultado el 6/10/2020 en https://whatis.techtarget.com/definition/horsepower-hp.
Routley, N. (8/24/2017). Mapa: la red mundial de cables submarinos. Consultado el 6/7/2020 de https://www.visualcapitalist.com/submarine-cables/.
Sack, H. (7/7/2019). Joseph Marie Jacquard y el telar programable. Blog de SciHi. Consultado el 6/4/2020 de http://scihi.org/joseph-marie-jacquard/.
Shedden, D. (29/10/2014). Hoy en la historia de los medios: Internet comenzó con un colapso el 29 de octubre de 1969. Poynter. Consultado el 6/4/2020 de https://www.poynter.org/reporting-editing/2014/today-in-media-history-the-internet-began-with-a-crash-on-october-29-1969/.
Consejo de Investigación de Ciencias Sociales y Humanidades de Canadá (26/06/2017). El cable telegráfico transatlántico. (Video, 14:51.) Consultado el 6/6/2020 de https://www.youtube.com/watch?v=IAaTGMm4X_I.
Universidad de Washington, Tacoma (sin fecha). Historia: fuentes primarias y secundarias. Consultado el 22/05/2020 en https://guides.lib.uw.edu/c.php?g=344285&p=2580599.
Wikipedia (2020a). Instituto Allen Consultado el 8/6/2020 en https://en.wikipedia.org/wiki/Allen_Institute.
Wikipedia (2020b). Inteligencia Artificial General. Consultado el 8/10/2020 en https://en.wikipedia.org/wiki/Artificial_general_intelligence.
Wikipedia (2020c). Búsqueda de Google. Consultado el 22/05/2020 en https://en.wikipedia.org/wiki/Google_Search.
Wikipedia (2020d). Historia de Amazon. Consultado el 28/05/2020 en https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_Amazon.
Wikipedia (2020e). Fibra óptica. Consultado el 6/7/2020 de https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber.
Wikipedia (2020f). Cable de comunicación transatlántico. Consultado el 8/11/2020 en https://en.wikipedia.org/wiki/Transatlantic_communications_cable.
Autor
David Moursund es profesor emérito de educación en la Universidad de Oregon y editor del boletín informativo del IAE. Su carrera profesional incluye la fundación de la Sociedad Internacional de Tecnología en Educación (ISTE) en 1979, desempeñándose como oficial ejecutivo de ISTE durante 19 años, y el establecimiento de la publicación principal de ISTE, Liderando y Aprendiendo con la Tecnología (ahora publicado por ISTE como Aprendiz Empoderado). Fue el profesor principal o co-profesor principal de 82 estudiantes de doctorado. Ha presentado cientos de charlas y talleres profesionales. Es autor o coautor de más de 60 libros académicos y cientos de artículos. Muchos de estos libros están disponibles gratuitamente en línea. Ver http://iaepedia.org/David_Moursund_Books .
En 2007, Moursund fundó Information Age Education (IAE). IAE proporciona materiales educativos en línea gratuitos a través de IAE-pedia , IAE Newsletter , IAE Blog y libros de IAE. Consulte http://iaepedia.org/Main_Page#IAE_in_a_Nutshell . Information Age Education ahora está completamente integrado en la corporación sin fines de lucro 501 (c) (3), Avance de la Tecnología y Educación Globalmente Apropiadas (AGATE) que se estableció en 2016. David Moursund es el Director Ejecutivo de AGATE.
Correo electrónico: [email protected]
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