Lo que en Computación nos depara el nuevo milenio
Adolfo
Guzmán Arenas
Centro
de Investigación en Computación
Instituto
Politécnico Nacional
a.guzman@acm.org
Qué va a pasar en Computación e Ingeniería de Cómputo
en los próximos 50 años.
Razones en que baso mis predicciones.
Predicciones con alta incertidumbre.
· Perspectiva mundial
· Hay problemas importantes para la humanidad
que no están relacionados con computación (aparentemente).
· más apoyo a la mujer; a los ancianos;
· una vacuna contra la gripa; contra el sida;
· la lucha contra la corrupción.
· Hay problemas que sí se pueden resolver con ayuda de la computación:
· el pronóstico del clima,
· información total sobre cada individuo,
· efectos de la contaminación ambiental, sobre la calidad del aire, del agua, ...
No opino sobre ellos, porque no tengo pronóstico.
· Hay predicciones que podemos hacer con relativa seguridad
· si gana Labastida las elecciones del 2000, todos los niños van a saber inglés y computación.
· Perspectiva histórica
· Es inútil, hasta donde yo sé, predecir lo que va a ocurrir en los próximos mil años.
· Imagine usted a Cristóbal Colón (1492) prediciendo la caída del muro de Berlín (1989).
Hablaré de los próximos cincuenta años.
· Perspectiva de la Computación
· Es una ciencia muy joven
Se originó en 1948
· Compare con la edad de la Medicina (5,000 años), de las Matemáticas (2,500 años), de la Química, de la Astronomía.
Por consiguiente, la mayoría de las aportaciones no ocurrieron en este segundo milenio, sino ocurrirán en el próximo.
· Avances de la Ciencia de la Computación
·
En el próximo milenio, la Computación
se convertirá en ciencia.
· Sabremos medir, y estableceremos ecuaciones de estado entre las mediciones.
· Tendrán unidades la ergonomía o facilidad de uso de un programa, su reusabilidad, su portabilidad.
· Los MIPS (millones de instrucciones por segundo), whetstones y drystones serán substituídos por verdaderas unidades para medir la velocidad de cómputo.
· Sabios en la materia hallarán “ecuaciones de estado” de la forma pV = kRT, entre las diferentes mediciones de un programa o de un cálculo.
La “primer ecuación de Rodríguez” podría ser: “si multiplicamos la velocidad de un programa expresada en Fernandios por su ergonomía en Castillejios, obtendremos el tamaño del programa en bits dividido por ...”
· Estas ecuaciones de estado permitirán hacer estudios y análisis de los fenómenos de cómputo.
· Sabremos almacenar la capacidad de cómputo.
Las computadoras, que ociosas ahora de noche desperdician ciclos de máquina, ya no lo harán, sino acumularán estos ciclos en un “repositorio para uso posterior” de la capacidad de cómputo no usada. ¿Cómo se hará esto? No lo sé, pero estoy seguro que así será.
· Avances de la tecnología de la computación
Las computadoras seguirán siendo más rápidas, más baratas, más confiables.
Eventualmente, se usarán enjambres de ellas para obtener aún más rapidez y confiabilidad. Las bases del cómputo distribuido y paralelo ya se tienen actualmente.
· Smart appliances
Cada aparato o mercancía de cierto valor tendrá una computadora o unidad de cómputo de cierto tipo asociado a ella. Por ejemplo, los ventiladores percibirán que ya no hay personas a quien ventilar, y dejarán de funcionar.
AVANCES ESPERADOS Y SU IMPACTO
Los agentes harán posible que las máquinas interaccionen mejor con otras máquinas, al dotárseles de propósito, de recursos, y de otras cualidades ahora reservadas para los humanos.
· Mercancías inteligentes
Las mercancías de cierto valor estarán dotadas de capacidad de cómputo y de comunicación con otros agentes. Serán como las tarjetas inteligentes que ahora se usan para hacer llamadas por teléfono, como identificación, etc. Ya en el CIC, Jesús Olivares y otros trabajan en el proyecto “Interacción dirigida entre agentes con propósito”, que sienta las bases para este avance importante. Algunas aplicaciones de estos agentes son:
· Mercancías que saben a dónde quieren ir.
· Bodegas que reordenan automáticamente (hacen pedidos cuando hay poca mercancía).
· Mercancías que notan que nadie las compra, y sugieren bajar (o subir) de precio.
· Automóviles que conversan con las garitas de pago, y preguntan directrices para llegar a un cierto sitio en la ciudad de Oaxaca.
· Agentes que “viajan mi recorrido de vacaciones” antes que yo, y me traen información interesante.
· Agentes que conocen mi perfil de intereses, y qué idiomas leo, y viajan por la red, coleccionando artículos y videos que me interesen.
· Equipo complejo que recuerda cuándo debe dársele mantenimiento.
· Licencias de manejo que me avisan que están próximas a expirar.
· Edificios y puentes que avisan que están sobrecargados, próximos a fallar.
· Programación con agentes
Michael Huhns actualmente construye agentes que buscan ellos mismos dónde insertarse en el código de la aplicación. Es una manera novedosa de atacar el problema de diseño de software, tan estudiando por la Ingeniería de software.
· Agentes guardianes
Para muchas de nuestras actividades, tendremos agentes a nuestra disposición, que observarán lo que estamos haciendo, y de manera autónoma propondrán información, rutas alternas al destino, etc. Por ejemplo:
· Agentes para cuidar nuestra salud, nuestro bienestar, nuestro peso. Agentes que sugieren dietas alimenticias.
· Agente educativo, que nos sugiere cursos que tomar, de una miríada de cursos disponibles anunciados en la red, tomando en cuenta nuestro estado actual de conocimiento, nuestras metas, etc.
En el próximo siglo se mejorarán mucho programas que desarrolla planes de estudio individuales e introducen nuevos paradigmas en educación, como EVA.
· Agentes compradores. Viajarán por la red y dialogarán con otros agentes, a fin de adquirir cosas para nosotros.
· Agentes que interaccionan y negocian
Dado un escenario bélico donde el país está siendo invadido por decenas de aviones bombarderos, negociarán entre sí los agentes de cada cañón o cohete defensivo, para repartirse los blancos. “El blanco 17 se está alejando mucho de mí, y se acerca a ti, Agente 54. ¿porqué no lo tomas y le disparas tú?”
· Internet
· Conforme más nodos se agreguen a la red, disminuirá la calidad de la información presente en cada uno (observación hecha por el Dr. Hal Berghel).
Imagine usted un millón de estaciones de televisión, cada una sin mucho importante que decir, y hablando solo de un tema extraordinariamente angosto. Así está el web hoy, excepto que la información es en texto.
· En el próximo siglo, los visitadores de páginas web tendrán unos pocos sitios selectos, a los que visitan regularmente.
Mucho de la búsqueda de información se hará por medio de buscadores inteligentes, algunos de los cuales se basarán en el Clasitex de hoy.
· Corrupción. Ingreso transparente
· Las personas se registrarán voluntariamente como “personas de ingreso transparente”.
· Las que así lo hagan tendrán preferencias y consideraciones favorables en cuanto a pago de impuestos, historial crediticio, en los tribunales, y para ocupar cargos públicos.
Serán personas que consienten en que ciertos agentes observen sus ingresos, a fin de declararlos “personas honorables” y libres de corrupción.
Será quizá la primera vez en que se use a las máquinas para emitir votos de calidad sobre personas.
· Educación asíncrona y no presencial usando la computadora
En unos cuantos años, basados en EVA, se popularizarán y enraizarán nuevos métodos de enseñanza basados en computadora. Son y serán nuevos sistemas para educar, donde cada estudiante
· recibe una instrucción individualizada
· no tiene que ir a la escuela (estudia desde su lugar de trabajo o casa)
· recibe por Internet el material de estudio (cursos)
· La computadora le hace exámenes, vía Internet
· El profesor ahora se dedica a asesorar, a contestar preguntas, a guiar, a corregir, y no tanto a dar clases
Método fácil de aprender a lo largo de vida; más barato, más democrático.
La educación llega aún a poblados distantes. Evita la construcción de edificios, universidades, bibliotecas, ... Elimina o mitiga la educación presencial.
· Riesgos
· La computadora sabrá qué estudió cada uno de nosotros.
Esto no es una afrenta a los derechos humanos, pero sí me impide mentir, hacerme pasar por Doctor cuando no lo soy.
La computadora sabrá qué tan rápidos o tontos somos para aprender cierto tema.
Posible formación deficiente de personas, al carecer del trato personal, del trabajo en grupo, de la interacción día con día con profesores o investigadores con experiencia.
· Estadísticas de cada individuo
Los censos de vivienda, de población, de ingreso, etcétera, ya no producirán resultados estadísticos o agregados. Se publicarán (ocultando la identidad) información sobre cada uno de los habitantes de México, cada una de sus compras, cada transacción, etc. Se necesitarán técnicas de minería de datos para analizar adecuadamente esta riqueza de datos.
· Minería de datos
Continuamente se analizarán las compras, viajes, llamadas telefónicas, preferencias, etc., de cada individuo (o empresa), para ofrecerle productos, ofertas, inversiones, etc. Se aplicarán ampliamente las técnicas de minería de datos para esto.
· Evaluadores-predictores de un individuo, empresa, nación
· Cada persona (o empresa) será comparada contra un estereotipo o persona típica (según su edad, rango, condición social, etc.).
También será comparada contra un gran número de personas (o empresas) que exhiban características similares.
· De ahí, se podrá predecir su comportamiento, su ingreso, sus expectativas de vida, de ingresos anuales, su valor, etc.
Se podrá opinar si este individuo está bajo promedio, es sobresaliente, etc. Si le va a ir bien, y qué tan bien.
· Esta “evaluación probable” será usada por las personas cuando intenten contraer matrimonio, buscarse socios, contratar empleados, conceder préstamos personales, etc.
Con agregados de estas evaluaciones, se evaluará el valor de una empresa, de un municipio, de una nación.
· La computadora podrá vernos (vía cámaras de video), saber quienes somos, a dónde vamos, dónde estuvimos, con quién platicamos.
El procesamiento rápido de las imágenes hará que la computadora pueda actuar mientras nos está viendo (permitiéndonos acceso al edificio en que trabajamos, por ejemplo, puesto que ya nos reconoció).
Será fácil poner en las esquinas cámaras digitales para tomar fotos, para entender lo que está ocurriendo: cuando viajamos muy rápido, cuando nos pasamos un alto, cuando cruzamos a media calle.
· Mejor vigilancia de lo que ocurre, de nuestro comportamiento.
Al analizar nuestros rostros, la computadora podrá identificarnos: conocer nuestro nombre, domicilio, etc.
Podrá, pues, identificar a los autores de robos, de asaltos.
Será innecesaria la credencial de identificación. No habrá que mostrar documentos al entrar al país, a un edificio, ... Introducir una tarjeta en un reloj, para entrar a trabajar, o pasar lista en clases, será cosa del pasado.
· Problema: Será imposible permanecer oculto, incógnito, inconspicuo.
Se podrá saber en todo momento en dónde estoy, con quién platico, qué platico,... Es como si en la frente llevara grabado mi nombre, mi identidad, mi registro federal de causantes.
· Ventaja: será imposible para muchos delincuentes permanecer de incógnito.
Una cámara de televisión podrá saber el nombre, número de identidad, y otros datos, de las personas observadas.
Estas cámaras, colocadas en bancos, procesarán los rostros de las personas en tiempo real, y observarán actitudes o actividades anómalas, fuera de lo común (minería de videos). Y, además, grabarán lo que ven.
· Riesgos
· Demasiada rigidez, “el hermano mayor” de Orwell (novela “1984”), computadora entrometida. Somos observados “para que todo el mundo pueda vernos”.
· Espionaje, invasión a la privacía (¿) Espías inteligentes (que entienden lo que se está diciendo) de conversaciones telefónicas.
Los “policías electrónicos” podrían no tener criterio.
· Jueces electrónicos; leyes electrónicas
Una sentencia o proyecto de sentencia será comparada (usando tanto información numérica como textual) contra todas las otras sentencias y proyectos hechos en el pasado por jueces similares en casos parecidos.
Las máquinas criticarán estos proyectos y ofrecerán cambios y sugerencias.
Otro tanto pasará con las leyes propuestas.
Las máquinas tendrán visión (por computadora, §·) en tiempo real (es decir, conforme la acción sucede).
Podrán entender lenguaje hablado, en tiempo real. Podrán traducir de un lenguaje a otro, en tiempo real.
· Hoy en día, podemos hacer con cierta dificultad[1] los siguiente:
· Dictar una carta a la computadora
· Darle órdenes habladas.
· Pedirle que anote los acuerdos de una asamblea.
· Pedirle información en español, por teléfono.
· Tomará minutas de una reunión.
Estas labores serán completamente satisfechas en el futuro cercano. También, la computadora podrá contestar en español (generación de voz).
· Riesgos
Expías electrónicos que oigan nuestras conversaciones y busquen palabras clave (“asalto al banco”, “Partido Acción Nacional”) y entiendan lo que decimos.
Ellos son superiores al uso de personas para oír los mensajes interceptados, pues éstas se enfadan, se distraen, se aburren. Un espía electrónico no tiene estos defectos.
Espionaje electrónico por voz
· Traducción de voz
Las técnicas de Tiempo Real, aunadas a las técnicas de Inteligencia Artificial y de Sistemas Basados en Conocimientos (algunas de las cuales se extienden en el Laboratorio de Lenguaje Natural del CIC) harán posible que la computadora analice una conversación o discurso en inglés y la transforme al español, en tiempo real (es decir, conforme la conversación avanza, sin demoras).
· Simulación, modelos
· Simulación cualitativa.
Esta rama de la Inteligencia Artificial modela sistemas complejos con “ecuaciones cualitativas” del tipo “si el agua está muy caliente, y el tanque no está muy lleno, abre la válvula de entrada un poco”, utilizando variables cualitativas y difusas. Uso de términos cualitativos, como “un poco de”, “unas cuantas veces”, “muy débil la señal”, “lo suficientemente discutido”.
Actualmente es un campo activo de experimentación en el Laboratorio de Inteligencia Artificial del CIC. Estas ecuaciones son las únicas, actualmente, útiles para modelar sistemas con una gran complejidad, y su uso se incrementará notablemente.
· Simulación de leyes y reglamentos.
Además de evaluar un proyecto de ley contra “leyes parecidas”, podremos usar la gran cantidad de datos individuales para simular el efecto de estas leyes sobre la población, antes de promulgarlas.
· Guerra de presupuestos vía simulación.
El efecto de la compra de un nuevo tipo de helicópteros, o de una nueva arma, podrá ser analizado por el ejército vía simulación de combates viejos donde se introducen las nuevas armas. Así se tendrá buena idea de su utilidad real o probable.
· Medidas tomadas por la computadora en caso de un desastre.
La computadora amasará datos de lo que está sucediendo en la ciudad (de México, digamos); dará la voz de alarma (“está ocurriendo un gran incendio en La Merced”); activará planes de emergencia concebidos de antemano; comparará el avance de las labores de auxilio y rescate contra lo previsto, y sugerirá medidas adicionales y alteraciones al plan original; aprenderá de lo sucedido y fabricará nuevos escenarios de desastres y sus soluciones; y finalmente, tipificará los desastres, para tener un “modelo genérico de desastre” conforme estos se acumulan.
Ya en 1999 el CIC colabora con la Dirección General de Protección Civil del Gobierno del Distrito Federal en este sentido.
· Sistemas de información
Continuará el enfoque hacia la captura y sumarización automática de información introducida por ANASIN y otras bodegas de datos avanzadas, para mantener actualizada sin intervención humana, la información estratégica que las empresas usan.
· Inteligencia Artificial
Habrá avances importantes en:
· Simulación cualitativa o intuitiva
nuevos métodos de hacer cálculos usando más o menos la forma en que una persona los realiza.
· Entendimiento de términos poco familiares.
El uso de árboles de conceptos y comparadores de ontologías permitirá que dos computadoras que tienen datos o conceptos similares “se entiendan” e intercambien información provechosamente, a pesar de que no usan los mismos términos.
· Mezcla de sensores.
La información del rostro de un individuo, de su voz, del lugar donde andaba, etc., permitirán hacer una identificación única que será aceptada como prueba aún por el tribunal más escéptico.
· Análisis de artículos escritos en lenguaje natural
· La computadora podrá entender textos en español.
Por ejemplo, artículos en un periódico.
Por ejemplo, leyes propuestas, discursos de políticos, de senadores,...
· Será posible darle órdenes a la computadora en español.
No tendremos que aprender a programar en lenguaje “C”, ni JAVA.
· La ventaja será enorme:
· las computadoras podrán leer libros en lenguaje natural, y así aprender lo que aún no saben: Física, Ecuaciones Diferenciales, Derecho Comparativo, ...
· El sueño de la Inteligencia Artificial será realidad: una máquina que aprende sin programarla.
Esta máquina, al cabo de cierto tiempo, habrá leído todo lo que hay por leer, y será el repositorio de toda la sabiduría humana. Conocerá todas las ciencias. La Interciencia será posible no entre seres humanos, sino entre computadoras.
· Una vez llegado a este punto, ¿quién continuará descubriendo nuevos teoremas, nuevos materiales, nuevos algoritmos?
La máquina, con mucho más ventajas que el ser humano.
El ser humano podrá (al principio) guiar a la máquina en este descubrimiento, pero pronto la brecha entre conocimientos será muy grande.
Entonces el ser humano verá cómo la máquina sigue y sigue descubriendo y proponiendo cosas (teoremas, substancias, modelos, ...) de las que él solo tiene una idea vaga, remota e incompleta.
· Riesgos
· Será fácil hacer espías electrónicos de lo que leemos, de lo que compramos para leer, de lo que más nos gusta leer. Invasión a la privacía.
· Se podrán hacer filtros para evitar que llegue a nuestras manos información que alguien decide que no debemos leer.
· Censura electrónica.
“Elimina de la información electrónica que le llega al Ing. Cuauhtémoc Cárdenas, todo lo que se refiera al estado de Tabasco.”
LO MÁS IMPACTANTE
Mayores cambios en nuestra forma de vida (influenciados por la computación)
· La era de las máquinas
· El tercer milenio será el milenio de las máquinas.
2050 será el año de las máquinas (computadoras, o de procesamiento de información).
· Por primera vez, las máquinas estarán interesadas (y nosotros también) en comunicarse no con seres humanos, sino con otras máquinas.
Se comportarán como un enjambre de agentes con volición, con control distribuido, que colaboran entre sí.
· El ser humano podrá interaccionar con ellas,
a través de un agente (otro programa) que conocerá las limitaciones del ser humano (baja velocidad de procesamiento, limitada memoria, con fallas, con olvido, con tendencias a almacenar una cosa y recordar otra) y trata de modelar a este “receptor imperfecto” (el ser humano) a fin de introducirle suficiente información a pesar de lo estrecho del canal.
· Las computadoras serán los depósitos del conocimiento
(ahora se les llama sabios, o especialistas, y son seres humanos) de la humanidad (habrá que acuñar un nuevo nombre al conjunto de seres humanos y máquinas de procesamiento de información, puesto que la inmensa mayoría de los conocimientos residirán en estas últimas).
· Las personas aprenden lentamente asimilando o añadiendo conceptos a su árbol de conocimientos.
En cambio, las computadoras pueden simplemente copiar árboles “aprendidos” o deducidos por otras máquinas.
Esto implica que la cantidad de conceptos que una computadora puede manejar, no está limitada por su “velocidad de aprendizaje”.
· Dicho de otra forma, el conocimiento de una persona está limitada por cuántos conocimientos puede aprender en su vida
Una persona no puede “cargar una copia” de los que otra persona aprendió.
Si mi tío aprendió francés y le tomó cuatro años, no puede pasarme sus conocimientos en una cinta magnética que yo “cargo” rápidamente en mi cerebro. Debo yo aprender francés paso a paso y probablemente me tarde yo también cuatro años.
· Una computadora sí puede leer una cinta con los conocimientos que otra le transmite.
Es un método rápido de adquirir conocimientos.
· De hecho, la única Interciencia posible, que realmente valga la pena, será la que realicen las máquinas
(no los seres humanos), dadas las limitaciones de tiempo para aprender que tenemos las personas.
Queja: La computadora ya es mejor en ajedrez; en aritmética, en cálculos, en ortografía; en dibujo; en edición de documentos. ¿Qué tanto conviene seguir “perfeccionando” la dichosa maquinita?
· Computación distribuida y paralela
La agregación de máquinas en redes débil y fuertemente acopladas, produce y producirá máquinas más poderosas, más rápidas.
Estarán formadas por muchos procesadores.
Cada una será una máquina con muchos datos, con muchos conocimientos, con muchos procedimientos (algunos serán agentes) para hacer cosas muy variadas y complejas.
Esta agregación, dicho sea de paso, apoyará el desarrollo de la Interciencia.
· Riesgos: Si seguimos este camino, la computadora pronto será mejor que el ser humano.
Más rápida, por tener varios procesadores (cómputo paralelo). Con más conocimientos, al tener más memoria (barata, además).
· La próxima generación de computadoras
Las computadoras del año 2050 serán como las deseaban los japoneses en su proyecto de Quinta generación de computadoras (1981).
Tendrán visión, podrán entender (oír y hablar) español –u otro lenguaje natural–; procesarán grandes cantidades de información (computación distribuida y paralela);
sus instrucciones de máquina serán deducciones lógicas e inferencias, etc.
· Las máquinas como guardianes de las personas
· Cada persona (de ciertos recursos, o status) tendrá varios agentes guardianes
(ángeles guardianes, los llama la mitología católica), que servirán para guiarlo en su educación (ref. Proyecto EVA), en sus relaciones personales, en sus gustos, para planearle sus ejercicios, su dieta o alimentación, ...
· Se parecerán a los Sistemas Expertos del segundo milenio (circa 1970), y a los Sistemas Basados en conocimientos de 1980.
Estarán basados en agentes.
· Serán poseedores de casi toda la información relevante sobre el angosto tema en el que asesoran.
Esta información será recogida por agentes subsidiarios que viajan por las redes de información (parecidas a Internet de fin del segundo milenio) y extraen la información, analizando textos según árboles de conceptos, tal como lo hace ahora Clasitex.
Los últimos restos de privacía y confidencialidad se perderán al llevar las máquinas estadísticas y datos individuales de nuestros gustos, nuestras vacaciones, a qué restaurantes acudimos a comer, qué comemos, etc.
Esto no necesariamente será mal visto por la mayoría de las personas, las que estarán “agradecidas” de que las máquinas les hagan la vida más placentera, más llevadera, con más tiempo libre.
Conclusiones y recomendaciones
Los progresos en computación continuarán a mejor ritmo en el próximo milenio, ya que cuando una ciencia arranca, su progreso es torpe y lento.
Conforme la cantidad de ingenieros y científicos que trabajan en computación aumenta, su velocidad de progreso crecerá.
Las aplicaciones de la computadora continuarán con su ritmo vertigionoso, y continuarán abaratando y mejorando nuestra forma y nivel de vida.
· Expectativas
En el próximo milenio, las máquinas se dedicarán preferentemente a hacer intercambio de información con otras máquinas. En cuanto a las personas, las máquinas llevarán estadísticas y datos detallados de lo que cada uno de nosotros hacemos, comemos, visitamos, estudiamos, ignoramos, ..
· Qué hacer, cómo aprovechar mis predicciones
Adelántese usted al futuro, y lleve a cabo ahora las contribuciones o innovaciones que se prevén para después. Haga realidad este futuro (si cree en las predicciones aquí expuestas).
No se dedique al bluff ni al multichambismo.
El futuro se hace en el presente.