Clase 3 - Introducción a la Cibernética (1).pdf

INTRODUCCIÓN A LA
INTRODUCCIÓN A LA
CIBERNÉTICA
CIBERNÉTICA

¿Qué es la Cibernética?

Según Wiener la cibernética es “la
ciencia del control y de la comunicación
en el animal y en la máquina”

En otras palabras es el arte de guiar

Ciencia que se ocupa de los sistemas
de control y de comunicación en las
personas y en las máquinas,
estudiando y aprovechando todos sus
aspectos y mecanismos comunes.

Orígenes de la cibernética

La palabra cibernética proviene del
griego Κυβερνήτης (kybernetes) y
significa "arte de pilotar un navío",
aunque Platón la utilizó en La
República con el significado de "arte
de dirigir a los hombres" o "arte de
gobernar".


En 1947 se decidió adoptar la
palabra Cybernetics para referirse al
fenómeno que fue popularizada en
el libro titulado "Cybernetics, or the
study of control and communication
in the animal and machine" (Norbert
Wiener,1948) y desde entonces el
término no ha dejado de mantener
un interés creciente.


Wiener fue un matemático, biólogo e
ingeniero eléctrico. Durante la segunda
guerra mundial trabajó en armamento
anti-aéreo guiado por radar.

Conectó el armamento a un radar
especial de modo que apuntase
automáticamente al avión enemigo.

Una vez disparada el arma, el radar
determinaba rápidamente la posición
cambiante de avión y lo apuntaba hasta
derribarlo

El sistema imitaba funciones humanas y
las realizaba con mayor efectividad.

Retroalimentación
Retroalimentación

El cañón antiaéreo demuestra
el principio cibernético de la
retroalimentación.

Retroalimentación es
información acerca de un
proceso, la que es utilizada
para cambiar dicho proceso.

El radar proporciona
información sobre el cambio
de localización del avión
enemigo y dicha información
es usada para corregir la
dirección a que apunta el
arma.

Retroalimentación
Retroalimentación

Un ejemplo familiar
del uso de
realimentación
para regular un
sistema, es el
termostato que
comúnmente usa
la calefacción
central de una
habitación.

Tipos de retroalimentación
Tipos de retroalimentación
• Existen dos tipos de
retroalimentación:
• Positiva, permite al sistema
adaptarse a los cambios del entorno.
• Negativa, informa al sistema sobre su
actuación del sistema para luego
corregir si no se a alcanzado el
objetivo.
• La primera permite cambiar los
objetivos, mientras que la segunda
mantiene los objetivos.

Ejemplos de Retroalimentación
Caso 1: Retroalimentación Positiva

Tomemos el ejemplo de una siderúrgica que diseña un
programa de trabajo, para producir 3000 toneladas de
planchas de acero por semana

Al cabo de la primera semana se retroinforma a la
gerencia de operaciones que la producción real fue de 3500
toneladas. Esta gerencia decide entonces modificar su
objetivo y lo lleva ahora a 3500 toneladas por semana.

Las cosas se mantienen así por un mes. Pero en la sexta
semana la producción semanal vuelve a subir, esta vez a
3700 toneladas. Nuevamente, la gerencia modifica sus
objetivos y fija esta nueva cifra como meta semanal.

La conducta que sigue esa gerencia de operaciones es
de apoyar las acciones o las corrientes de entrada del
sistema, de modo de aumentar siempre la producción.

Caso 2: Retroalimentación Negativa
●
Aumento en la temperatura: Factores
externos/internos provocan que aumente la
temperatura, la cual es la condición controlada.
●
Esto genera un estímulo que es percibida por los
receptores externos de la piel y del cerebro.
●
Estos en conjunto producen lo denominado
vasodilatación, que es la pérdida de calor de
manera circundante. Esto desencadena la
sudoración.
●
Hay pérdida del calor al evaporarse el sudor, lo
que permita que la temperatura corporal regrese a
su punto de equilibrio.

Sistema autorregulable

Es un sistema que
autónomamente puede detectar
alguna variación del equilibrio y
volver a este.

Estos sistemas utilizan la
retroalimentación negativa.

El cuerpo humano es una de las
fuentes de ejemplos de
retroalimentación.


Por ejemplo, cuando su
estómago está vacío, esa
información pasa a su cerebro.

Ordena acción correctiva,
comiendo algo, su cerebro es
notificado, en forma similar, que
su estómago se ha satisfecho.

En unas pocas horas el
proceso se reinicia
nuevamente. Este ciclo de
retroalimentación continua
durante toda nuestra vida.

Homeostasis
Homeostasis

Capacidad de los seres vivos de
mantener el equilibrio interno
independiente a los cambios en el
entorno.

Mantienen el equilibrio a través de
ciclos de retroalimentación de varios
tipos.

No importa cómo se trasmite la
información, basta que el regulador sea
informado de algún cambio que
requiera un comportamiento adaptativo.

Imitar Funciones
Imitar Funciones

Otro científico, Grey Walter, también persiguió
la idea de imitar las características de
autorregulación del hombre y los animales.
Walter con su
esposa Vivian y
su hijo Timothy,
y la tortuga Elsie

Las Reuniones de la Fundación Macy

Desde 1946 a 1953 hubo una serie
de reuniones para discutir ciclos de
retroalimentación y causalidad
circular en sistemas autoregulados.

Las reuniones, auspiciadas por la
Fundación Josiah Macy Jr. , eran
interdisciplinarias a los que
concurrían ingenieros,
matemáticos, neurofisiólogos y
otros.


El presidente de esas reuniones,
Warren McCulloch, informó que
esos científicos tenían muchas
dificultades para entenderse
entre ellos porque cada uno
poseía su propio lenguaje
profesional.


Esas reuniones, junto
con la publicación del
libro “Cibernética” de
Norbert Wiener en
1948, sirvieron para
establecer el terreno
para el desarrollo de la
Cibernética, tal cómo la
conocemos hoy.

Aportes de McCulloch

El creía que el funcionamiento
del sistema nervioso podía ser
descrito en el lenguaje preciso
de las matemáticas.

Por ejemplo él desarrolló una
ecuación que explicaba que,
cuando un objeto frío como un
cubo de hielo, toca la piel por
un breve instante,
paradójicamente produce una
sensación de calor en lugar de
frío.

• Warren McCulloch fue una figura clave en la ampliación
de los alcances de la Cibernética.
• Aunque formado como psiquiatra, McCulloch combinó sus
conocimientos de neurofisiología, matemáticas y filosofía
para comprender mejor los sistemas muy complejos.
Neurofisiología
+
Matemáticas
+
Filosofía

• McCulloch no sólo usó las matemáticas
y la neurofisiología para entender el
sistema nervioso, sino que también la
filosofía – una rara combinación.
• Los filosófos y los científicos son
considerados como personas con
intereses muy separados.
• Los científicos estudian lo real, concreto,
como las plantas, animales y minerales.
• Los filósofos estudian cosas abstractas
como ideas, pensamientos y conceptos

• McCulloch pudo ver una conexión entre la
neurofisiología y la rama de la filosofía
llamada epistemología, la cual estudia el
conocimiento.
• McCulloch fundó un nuevo campo de
estudio basado en la intersección de lo
físico y lo filosófico.
• El llamó “epistemología experimental” a
este nuevo campo de estudio, el estudio del
conocimiento a través de la neurofisiología.
• La meta fue explicar cómo la actividad de la
red nerviosa resulta en aquello que
experimentamos como sentimientos e
ideas.
Filosófico
Físico
Epistemología
Experimental

• ¿Por qué es el trabajo de
McCulloch tan importante para los
cibernéticos? Recuerde que
cibernética es la ciencia de
regulación de sistemas.
• El cerebro humano es quizás el
más sobresaliente de todos los
reguladores, ya que regula el
cuerpo humano y también muchos
otros sistemas del entorno.

• Mientras un cañón antiaéreo y un
termostato son aparatos
construidos por personas para
regular ciertos sistemas
• La mente es un sistema que se
construye a sí mismo y se regula a
sí mismo.

Sistemas auto-organizables
• El sistema auto-organizable es otro
concepto cibernético que diariamente
vemos actuar.
• Un sistema auto-organizable es un
sistema que se organiza más y más
mientras marcha a una situación de
equilibrio.
• Ross Ashby observó que todo sistema
cuyas reglas de interacción o procesos
internos no cambian, es un sistema auto-
organizable.


Por ejemplo, un grupo
desorganizado de
personas que espera
un autobús convergerá
en una fila, debido a la
experiencia anterior de
que las filas son
prácticas y justas para
obtener el servicio.

Este grupo de gente
constituye un sistema
auto-organizable

• La idea de auto-organización conduce a
una regla general de diseño. Para
cambiar cualquier objeto, ponga el
objeto en un medio ambiente en que la
interacción entre ellos cambie el objeto
en la dirección deseada.
• Por ejemplo, para obtener hierro de un
mineral de hierro ponga el mineral en un
ambiente llamado alto horno. En el
ambiente químico y termodinámico del
alto horno, los óxidos de fierro se
transforman en fierro puro.

Aportes recientes
Aportes recientes
• Trabajos recientes sobre autómatas celulares,
geometría fractal y complejidad, pueden ser
considerados extensiones del trabajo en auto-
regulación iniciado a comienzos de los años
sesenta.

Orientaciones
Orientaciones
• Hasta aquí hemos hablado,
principalmente de cómo la Cibernética
nos puede ayudar a construir máquinas
y a entender proceso regulatorios
simples.
• Pero la Cibernética también puede
ayudar a una mejor comprensión de
cómo se genera el conocimiento mismo.
• Esta comprensión puede proveer un
fundamento más firme para regular
sistemas más grandes, tales como
corporaciones empresariales, naciones,
y aún el mundo.

El rol del observador
• A fines de los años sesenta,
cibernéticos tales como Heinz
Von Foerster de los Estados
Unidos, Humberto Maturana de
Chile, Gordon Pasky y Stafford
Beer de Gran Bretaña
empezaron a extender la
aplicación de los principios de la
cibernética para entender el rol
del observador.
• A este énfasis se le llamó
Cibernética de Segundo Orden.

• Mientras la cibernética de
primer orden trata con sistemas
controlados, la Cibernética de
Segundo Orden trata con
sistemas autónomos.
• La aplicación de la cibernética a
sistemas sociales exige poner
atención sobre el rol del
observador de un sistema quien
mientras trata de estudiar y
entender un sistema social, no
puede separarse del sistema o
impedir tener un efecto sobre él.
Por ejemplo, una cientista
como Margaret Mead, que
estudió pueblos y culturas, no
podía impedir tener algún
efecto sobre la gente que ella
estudiaba

• En la situación clásica, un científico
que trabaja en un laboratorio se
empeña esforzadamente en
impedir que sus propias acciones
afecten el resultado de un
experimento.
• Sin embargo en la medida que nos
movemos desde sistemas
mecánicos hacia sistemas sociales,
se hace imposible ignorar el rol del
observador.

• Por esas razones resulta sabio recurrir a
varias personas diferentes para estudiar
sistemas y eventos complejos.
• Sólo escuchando la descripción de varios
observadores puede una persona lograr una
impresión de cuanto la descripción de un
evento es función del observador y cuánto del
evento mismo.
• Mientras en los primeros días de la
Cibernética ésta fue aplicada a sistemas que
tenían metas externamente definidas, la
“cibernética de segundo orden” se ocupa de
sistemas que definen sus propias metas.

• Un ejemplo interesante de sistema que se
desarrolla desde uno que tiene propósitos
externamente definidos a uno que define
sus propios propósitos es el ser humano.
• Cuando los niños son aún muy jóvenes,
sus padres les definen sus metas 
aprender a caminar, hablar y a tener
buenas maneras.
• Al crecer, ellos aprenden a fijarse sus
propias metas y a perseguir sus propios
propósitos, tales como decidir sobre su
educación y metas de carrera profesional,
asumir compromisos, etc.

Caja Negra
Caja Negra
• Se utiliza el concepto de caja negra en
dos circunstancias.
• Cuando el sistema es impenetrable o inaccesible,
por alguna razón .
• Cuando el sistema es excesivamente complejo, de
difícil explicación o detalle.
• El concepto de caja negra se refiere a un
sistema cuyo interior no puede ser
descubierto, cuyos elementos internos
son desconocidos y que sólo puede
conocerse “por fuera”, a través de
manipulaciones externas o de
observación externa.

Caja Negra
Caja Negra
• El concepto de caja negra es totalmente
interdisciplinario y presenta importantes
connotaciones en la psicología, en la biología,
en la electrónica, etc.
• En la psicología del comportamiento, el
concepto de caja negra se relaciona con los
“estímulos” y “respuestas” del organismo, sin
considerar los contenidos del proceso mental.
• Es como el cerebro de un humano, como la
memoria QUE TENEMOS.
• La Caja Negra como una entidad reconocible
a la cual llegan diferentes entradas y de la
cual salen una o varias salidas

Caja Negra
Caja Negra
• El funcionamiento de ésta consiste en que la entrada que llega
sea procesada dentro de la caja, y la salida que proporcione
sea la transformación de dicha entrada.
• Esto significa que no nos preocupamos por lo que sucede
dentro del sistema, por la forma en que operan los
mecanismos y procesos internos del sistema mediante los
cuales se producen esas salidas, a menos que en un
momento dado nos interese alguna de ellas. En este caso
procedemos a abrir la caja.

Teoría de la Comunicación
Teoría de Shannon
• La preocupación de Shannon no está
centrada en la comunicación humana, sino
en la comunicación electrónica, a partir de
la necesidad de cuantificar el costo de un
mensaje telefónico para lograr medir su
eficacia.
• El modelo de comunicación de Shannon es
lineal: supone un origen, el polo emisor, que
transmite una señal, y un final en el polo
receptor, que solo la decodifica.

• La fuente de información produce un mensaje o una secuencia de
mensajes, por ejemplo, es la voz de quien emite un mensaje.
• El mensaje: se refiere a la palabra misma o la señal utilizada.
• El codificador o emisor: aparato que transforma en una
modulación física susceptible transmitida por el canal. Por
ejemplo, el teléfono transforma la voz en oscilaciones eléctricas,
es decir, cumple la cumple la función de las cuerdas vocales
respecto de la voz hablada.

• El canal: es el soporte físico o el medio usado para transmitir la señal desde
el transmisor al receptor (por ejemplo el cable de teléfono o el aire).
• El decodificador o receptor: efectúa generalmente la operación inversa a la
realizada por el transmisor, decodificando la señal para reconstruir el
mensaje.
• El destino: la persona a la que llega el mensaje.
• El ruido es la presencia externa y aleatoria de interferencias que impide la
correspondencia perfecta entre los dos polos. A medida que aumenta el ruido,
la comunicación es menos eficaz.

• Los modelos de comunicación basados en
la teoría matemática de la información
ignoran a los individuos reales.
• La comunicación humana es un
proceso biunívoco y de influencia
mutua, situación no reflejada por este
modelo.
• A pesar de las críticas por lo limitado del
modelo al centrarse en el proceso de
transmisión es innegable su influencia en
diversas teorías de la comunicación.

Teoría de la Comunicación Social
• 'La comunicación' es un fenómeno de carácter
social que comprende todos los actos mediante
los cuales los seres vivos se comunican con sus
semejantes para transmitir o intercambiar
información.
• Comunicar significa poner en común e implica
compartir.
• La comunicación inicia con el surgimiento de la
vida en nuestro planeta y su desarrollo ha sido
simultáneo al progreso de la humanidad.
• Se manifestó primero a través de un lenguaje no
verbal, evolucionando y complejizándose
conforme el hombre mismo evolucionaba.

La comunicación humana es un proceso:
• Dinámico: porque está en continuo movimiento y no se limita
a una relación Emisor--->Receptor estático, pues los roles se
intercambian.
• Inevitable: Pues es imposible no comunicar, incluso el
silencio comunica.
• Irreversible: porque una vez realizada, no puede regresar,
borrarse o ignorarse.
• Bidireccional: porque existe una respuesta en ambas
direcciones.
• Verbal y no verbal: porque implica la utilización de ambos
lenguajes -en algunos casos.

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