Diseñado el mapa más completo de Internet

Dibuja cómo está organizada la Red función de la importancia jerárquica de cada nodo

Informáticos israelíes han diseñado el mapa más completo de Internet, compuesto por 80 nodos centrales, 5.000 en una concha aislada y 15.000 nodos individuales más que unen los anteriores. La novedad de este mapa es que dibuja cómo está organizado Internet según la función de cada nodo individual que compone la Red. De esta forma, ha sido posible identificar cerca de un 20% más de interconexiones desconocidas hasta la fecha. Por Paul D. Morales.

Un grupo de informáticos israelíes de las universidades de Jerusalén y Bar Ilan ha dibujado el mapa más completo de Internet hasta la fecha. La novedad de este mapa es que sus creadores han teniendo en cuenta por primera vez la función que desempeña cada uno de los nodos que conforman la Red de Redes.

Los mayores esfuerzos para “mapear” Internet hasta ahora se hacían en relación a la estructura topológica en términos de conexiones entre los nodos (redes de ordenadores o de ISPs que actúan como estaciones de transmisión para llevar información de un sitio a otro de la Red), pero no respecto al papel que juegan esas conexiones, ya que hay nodos más importantes que otros.

Sólo 80 nodos centrales

Los resultados de esta investigación, dirigida por el profesor Shai Carmi, representan Internet como un núcleo denso de unos 80 nodos críticos rodeados por una “concha” exterior de otros 5.000 escasamente conectados y aislados entre sí, pero que dependen de ese núcleo central.

Separando el núcleo de esa concha exterior habría otros 15.000 nodos individuales ó peer-to-peer conectados entre sí que se comportan al mismo tiempo como usuarios y como servidores y que son autosuficientes.

El 30% de los nodos de la concha exterior están completamente cortados respecto al núcleo. Sin embargo, el 70% restante puede seguir funcionando porque esa región central tiene suficientes nodos peer-to-peer como para conectar la capa exterior con el núcleo de 80 nodos.

Carmi y su equipo sostienen que, si se utilizasen más esas vías alternativas de conexión, aumentaría la eficiencia de Internet porque el núcleo estaría menos congestionado.

Voluntarios

Para construir este mapa de Internet, publicado en el último número de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences , los investigadores han tenido la ayuda de 5.000 voluntarios online que usaron un programa que les ayudaba a identificar las conexiones entre los 20.000 nodos conocidos. Este programa distributivo enviaba información requerida a otras partes de la Red y grababa la ruta que la información seguía cada día, dibujando de esta manera el mapa.

Hasta ahora, para hacer estudios parecidos, se habían utilizado sólo unas cuantas docenas de grandes ordenadores. Pero este sistema distributivo ha permitido hacer seis millones de mediciones al día durante dos años desde miles de puntos de observación alrededor del mundo.

De esta manera, ha sido posible revelar nuevas conexiones. De hecho, el proyecto ha podido identificar cerca de un 20% más de interconexiones entre nodos de Internet desconocidas hasta la fecha.

Después, los investigadores mapearon los datos de conectividad para tener en cuenta cómo están conectados los nodos. Cada nodo fue evaluado en función de lo bien conectados que estaban respecto a otros nodos mejor conectados.

Los mapas anteriores de Internet sólo consideraban el número de conexiones como un indicador de la importancia de un nodo, sin tener en consideración hacía donde se dirigían esos nodos. Este nuevo mapa, según sus creadores, permite descartar conexiones muertas que no juegan ningún papel en la conectividad de Internet.

Voces discordantes

No todos los informáticos ven tan clara la utilidad de las redes peer-to-peer para descongestionar Internet. El informático Seth Bullock, profesor del Universidad de Sounthampton, en declaraciones a Technology Review advierte que, aunque hay beneficios potenciales en su utilización para mejorar la eficiencia de Internet, el crecimiento sin restricciones de estas redes podría derivar fácilmente en más congestión.

El actual desarrollo de Internet hace especialmente necesario saber cómo mejorar su eficiencia en el futuro. La nueva estructura propuesta por los informáticos israelíes puede ayudar a llevar a cabo este trabajo que, muchas veces, es complicado.

miércoles 27 Junio 2007

Paul D. Morales

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Un programa informático aprende a agrupar sonidos como hacen los niñosin

Abre una nueva vía de investigación para saber cómo podrían aprender por sí mismos los ordenadores

Investigadores de la universidad de Stanford han desarrollado un programa informático que imita los procesos cerebrales usados por los niños cuando aprenden a hablar. El programa puede agrupar sonidos de lenguas diferentes, arrojando luz sobre cómo aprendemos los humanos y sobre cómo podrían hacerlo los ordenadores en el futuro. Según sus creadores, este programa informático echa por tierra la idea de que un ordenador no es capaz de aprender este tipo de cosas y además parece confirmar que la adquisición del lenguaje en los humanos no es tanto innata como adquirida. Por Paul D. Morales.

Un programa informático ideado por científicos de la universidad de Stanford es capaz de simular el proceso cerebral que usan los niños cuando aprenden a hablar, al mismo tiempo que es capaz de agrupar sonidos vocálicos.

El programa de ordenador aprende por sí mismo a distinguir sonidos vocálicos en inglés, del tipo “train” y “bed”. Se trata del primer software capaz de comprender categorías vocales de sonidos humanos y parece confirmar la idea de que la lengua no es tanto algo innato como aprendido.

Tal como explica al respecto Science, los psicólogos siempre han mostrado su desconcierto respecto a cómo los niños llegan a captar lo matices de una lengua. Durante décadas, los investigadores han estado debatiendo sin descanso sobre si la lengua se adquiere mediante experiencia o si, por el contrario, el ser humano viene “programado” para ello.

Esta disputa hizo que los informáticos empezasen a explorar este campo desde el punto de vista electrónico para buscar una respuesta. El modo en que se han aproximado a este asunto ha sido el de las llamadas redes neuronales, un modelo de cálculo cuya concepción se inspira, esquemáticamente, en el funcionamiento de las neuronas, ya sean humanas o no.

Una de las finalidades de una red neuronal es simular las propiedades en los sistemas neuronales biológicos a través de modelos matemáticos recreados mediante un circuito integrado o un ordenador. El objetivo es conseguir que las máquinas den respuestas similares a las que es capaz de dar el cerebro.

Por repetición

La red neuronal aprende de forma parecida al cerebro, o sea fortaleciendo sus propias conexiones por repetición. James McClelland, el neurocientífico que ha dirigido esta investigación, se ha propuesto que los ordenadores hagan exactamente lo mismo que hacen los niños pequeños.

Para ello, él y sus colegas grabaron la voz de treinta madres leyendo en voz alta a sus hijos en inglés y en japonés. Después, pasaron esos sonidos a un ordenador capaz de categorizar sonidos en función de su duración, calidad o resonancias particulares.

Para hacerlo mucho más sencillo, pidieron a las participantes que únicamente usasen cuatro sonidos vocálicos: los que hay en “beet” (remolacha), “bait” (cebo), “bit” (pedazo) y “bet” (apuesta)

Echarle imaginación

El programa agrupó muy pronto los sonidos en sólo unas cuantas categorías. En concreto, fue capaz de acotar los cuatro sonidos vocálicos originales en el 80% de las ocasiones, según demuestran en un artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Estos datos desacreditarían en cierta manera las teorías existentes respecto a que los humanos nacemos ya con el conocimiento de todos los sonidos y lenguas. Asimismo, parecen confirmar la teoría de que los niños agrupan constantemente los sonidos que escuchan para desarrollar un entendimiento de la estructura de la lengua.

Un primer paso

Al confirmar esta última teoría, McCelland y su equipo se inclinan a pensar que, a su vez, las teorías que aseguran que los ordenadores no pueden aprender este tipo de cosas no están bien fundamentadas.

Según el equipo que ha llevado a cabo la investigación, la creación de este programa informático es sólo un primer paso en la dirección adecuada. Los niños usan algo más que palabras cuando aprenden a hablar. Por eso, están explorando la posibilidad de que una red neuronal más potente fuera capaz, incluso, de leer los labios acoplando un sonido con una fotografía de la boca.

martes 31 Julio 2007

Paul D. Morales

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Un nuevo software revoluciona la gestión de grandes cantidades de datos

Integra la información procedente de diferentes redes y establece patrones para detectar anomalías

Un sistema llamado PQS (Process Query System), ideado por ingenieros informáticos norteamericanos, se ha convertido según sus creadores en el procedimiento más eficaz para dar sentido y aprovechar mejor los grandes volúmenes de datos recogidos de redes electrónicas, ya que integra la información procedente de diferentes fuentes y establece patrones para detectar anomalías en el entorno. El nuevo sistema analiza rápidamente informes de tarjetas de crédito robadas, descubre ataques en redes informáticas y mide actividad en grandes aparcamientos o reservas naturales. Por Raúl Morales.

Un software llamado Process Query Systems (PQS), diseñado por los profesores George Cybenko y Vicent Berck, de la Escuela Thayer de ingeniería de la Universidad norteamericana de Darmouth, es capaz de monitorizar y clasificar grandes cantidades de información. Su aplicación inmediata es la recolección de datos en redes informáticas de vigilancia, informa la mencionada escuela en un comunicado.

Nuestra capacidad para instrumentalizar sistemas de seguridad en diferentes entornos ha crecido en los últimos años de manera importante. Las redes informáticas incorporan ahora varios tipos de monitorización, como detectores de intrusos o firewalls (cortafuegos informático). Mediante estos sistemas se pueden hacer mediciones acústicas, sísmicas, electromagnéticas, de vídeo etcétera, generando una cantidad de información que muchas veces es inservible porque no se puede gestionar.

“PQS acerca la brecha que hay entre la recogida de ingentes cantidades de datos valiosos y el hecho de llegar a saber exactamente lo que quieren decir esos datos”, afirma Cybenko. “Además, este software es fácilmente instalable junto a sensores para recoger y monitorizar un amplia gama de información".

La herramienta ha sido el fruto de dos años de trabajo desarrollando algoritmos y un software marco y ya se ha mostrado tremendamente poderosa para analizar rápidamente informes de tarjetas de crédito en caso de robo, descubrir ataques en redes informáticas y medir actividad en grandes aparcamientos o reservas naturales.

Estudiar el cambio

PQS se basa en la premisa que rige cualquier entorno, como una red informática, el tráfico de correo electrónico o la seguridad de un edificio. Todos ellos consisten en procesos dinámicos, cambiantes y observables. Lo que hace este sistema es detectar y comprender cambios o irregularidades en esos procesos.

Los administradores de redes tienen muchas opciones cuando se trata de monitorizar herramientas de vigilancia. El problema es que ninguna de esas herramientas están integradas y, aunque todas ellas aportan información útil, dicha información es tan grande que es inutilizable. Lo que hace PQS es unir toda esa información y centrarse en primer lugar en la más relevante.

Herramienta versátil

“Bajo mi punto de vista no ha habido un software tan versátil como PQS en la gestión de datos desde la introducción de las bases de datos relacionales”, afirma Beck. Las bases de datos relacionales son el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente.

Fueron postuladas en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San José (California), y no tardaron en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos. Su idea fundamental es el uso de relaciones y en ellas la forma y el lugar en que se almacenen los datos no tiene relevancia.

Este trabajo es un proyecto del Intitute for Security Technology Studies está financiado, entre otros, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y ha sido presentado por sus autores en un artículo publicado en el último número de la revista IEEE Computer.

El surgimiento del PQS ha coincidido significativamente con un aniversario: en julio de 2006 se conmemoró el cincuentenario de la reunión científica organizada por JohnMcCarthy en el Dartmouth College, en la que se acuñó el término «Inteligencia Artificial».

Las facultades de informática de Estados Unidos se quedan vacías

La creencia errónea de que el mercado laboral está saturado hace esta carrera poco atractiva

Las matriculaciones en las facultades de informática de Estados Unidos han caído a menos de la mitad de las que había en el año 2000, al mismo tiempo que el número de master y doctores en informática ha descendido espectacularmente desde hace dos años. El interés por la informática como disciplina principal en el bachillerato ha caído un 70% entre el año 2000 y el 2005, y en la actualidad sólo el 0,5% de los estudiantes se interesan por esta carrera. En la actualidad hay más trabajo para los informáticos que durante el boom de las punto.com. Sin embargo, se forma a menos alumnos que los puestos vacantes, por lo que la industria busca talentos en otras latitudes. Por Raúl Morales.

La Computing Research Association ha descubierto que el número de master y doctores en informática ha descendido espectacularmente desde hace dos años en Estados Unidos, mientras que el interés por la informática como disciplina principal en el bachillerato ha caído un 70% entre el año 2000 y el 2005, y que continúa en descenso.

La última encuesta del Higher Education Research Institute desvela asimismo que el 18,2% de los estudiantes proyectan escoger una disciplina relacionada con la gestión de empresas, el 9,7% una carrera de derecho y el 13,3% una disciplina médica, mientras que las carreras vinculadas a la informática (incluida la electrónica) sólo atraen al 0,5% de los estudiantes, sólo el 1,8% se interesa por las ciencias físicas (en sentido amplio) y un 0,8% por las matemáticas.

La industria informática de los Estados Unidos se enfrenta así a un problema sin precedentes, según el profesor de UCLA Eric Roberts, que trabaja en un panel titulado “New approaches to the development of the U.S. computing work force”. La creencia de que el mercado laboral está saturado y de que se está derivando parte de la producción a terceros países, hace esta carrera poco atractiva, añade.

“En la actualidad hay más trabajo para los informáticos que durante el boom de las punto.com. Sin embargo, estamos formando a menos alumnos que los puestos vacantes”, asegura Eric Roberts en un comunicado hecho público por la universidad de Standford con motivo de la reunión anual de la American Association for the Advancement Science.

Este problema no sólo tiene una gran repercusión en la industria informática. También puede interferir en avances en otros campos científicos que están cada vez más imbricados con la informática.

Pocas matrículas

“La informática es donde están ocurriendo todos los avances. Los algoritmos informáticos que modelan los movimientos del brazo de un robot, por ejemplo, pueden también ayudar a determinar si una molécula de un medicamento determinado puede dirigirse hacia una proteína humana de tal manera que pueda bloquear el desarrollo de cierta enfermedad”, afirma Roberts.

A pesar del gran numero de puestos de trabajo ofertados, las matriculaciones en las facultades de informática han caído a menos de la mitad de las que había en el año 2000, según un estudio publicado por el Higher Education Research Institute de la universidad de California-Los Angeles en 2005.

Esta falta de interés tiene mucho que ver con la idea de que el mercado está saturado de informáticos después de la caída de las punto.com. Esto coincide, además, con la visión difundida por los medios de comunicación de que la industria informática norteamericana está decayendo debido a que parte de la producción se está derivando a China e India.

Efectos reales

El miedo infundado está teniendo efectos reales en la industria informática. Esa baja cantidad de estudiantes de informática hace que las empresas estén hambrientas de encontrar talentos en el extranjero. “El talento dirige la industria. Si la industria encuentra un talento, puede convertirlo en dólares”, asegura Roberts.

La inadecuada educación en informática en los institutos es otro factor que repercute en la situación desesperada que viven las facultades de informática norteamericanas. Además, los estudiantes que terminan, animados por los altos salarios ofrecidos en la empresa privada, hace que elijan esa opción antes que la de hacerse profesores y seguir investigando.

“Es muy difícil “crear” nuevos informáticos si no hay profesores”, se lamenta Roberts. Las universidades están luchando para atraer nuevos profesores. En los años 80 había un aspirante para siete plazas de profesor. Es cierto que ahora hay más aspirantes que plazas, pero en una ratio de dos a uno, muy lejos de los cientos de aspirantes para cada plaza que se dan en los departamentos de humanidades”.

El Gobierno norteamericano ha propuesto un plan para resolver este déficit de informáticos que afecta al mercado, destacando lo ilógico de la situación y llamando al sentido común porque las facultades de informática se han convertido en el eje de la gran revolución tecnológica que está cambiando a nuestra sociedad y son las que objetivamente están llamadas a formar al mayor número de alumnos.

Crean un nanotransistor que sustituirá al silicio en 2025

Permitirá la rápida miniaturización de los componentes electrónicos de los ordenadores

Ingenieros de la Universidad de Manchester han usado un nuevo material llamado graphene, de tan solo un átomo de grosor, para crear el transistor más pequeño del mundo. Este adelanto puede agilizar el desarrollo de un nuevo tipo de chip para ordenadores súper rápidos, inimaginables con los chips actuales de silicio. Sus creadores aseguran que esta innovación permitirá agilizar la miniaturización de elementos electrónicos y puede convertirse en una alternativa prometedora y real cuando la “Era del Silicio” llegue a su fin en 2025. Por Raúl Morales.

El profesor Andre Geim y el doctor Kostya Novoselov, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Manchester, han anunciado en el número de marzo de la revista Nature Materials la fabricación del transistor más pequeño del mundo, que podría posibilitar la producción de nuevos chips para ordenadores super rápidos. Este nuevo transistor tiene sólo un átomo de ancho y cincuenta átomos de largo.

En las últimas décadas, los fabricantes han ido llenando de componentes los circuitos integrados. Por ello, el número de transistores y la potencia de estos circuitos se doblan cada dos años aproximadamente. Este fenómeno ha sido denominado la Ley de Moore .

Se trata de una ley empírica, formulada por Gordon E. Moore en 1965, cuyo cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy. Ese año, Gordon Moore afirmó que el número de transistores por pulgada en circuitos integrados se duplicaba cada año y que ese mismo crecimiento continuaría durante las décadas siguientes, asegurando el futuro de la informática.

Más pequeños

La velocidad a la que se llenan los circuitos ha ido, sin embargo, decreciendo notablemente. La tecnología basada en el silicio está a punto de alcanzar el mínimo tamaño posible. Por ello, la miniaturización de los componentes electrónicos es el reto más importante al que la industria de los semiconductores se enfrenta en los próximos veinte años.

En este sentido, hace dos años el profesor Andre Geim y sus colegas descubrieron una nueva clase de material que podía ser visto como niveles atómicos individuales separados de una masa de cristales. Este nuevo material fue bautizado como graphene.

El graphene es una molécula de carbono bidimensional, con el espesor de un átomo, con una alta conductividad y una mínima resistencia. En estos dos años, este material se ha convertido en uno de los temas fundamentales de los que se está encargando la física. Gracias al graphene, la famosa Ley de Gordon Moore se podría dar por superada en las próximas décadas.

Material estable

Al mismo tiempo que era anunciado el descubrimiento del graphene, el profesor Geim también anunció la fabricación de un transistor mucho más pequeño a partir de este nuevo material. Aquel primer transistor resultó ser inservible porque no llegaba a hacer correctamente su función de “interruptor”.

Ahora, el equipo de la Universidad de Manchester ha demostrado por primera vez que el graphene se muestra muy estable y con una gran conductividad, incluso cuando es cortado en tiras de sólo unos nanómetros de largo. De este modo han encontrado la manera de solucionar el problema inicial y hacer este tipo de transistores útiles para usarlos en los chips que se ensamblarán en los ordenadores del futuro.

Otros materiales conocidos, como el silicio, que domina toda esta industria, se descomponían y eran inestables incluso en tamaños diez veces mayores. Esta pobre estabilidad ha sido la mayor barrera con la que los investigadores se han topado para usarlos en futuros dispositivos electrónicos más pequeños, comprometiendo y limitando el desarrollo de la microelectrónica.

El equipo de investigación sugiere que los futuros circuitos electrónicos podrán hacerse a partir de una única lámina de graphene. Estos circuitos incluirían un elemento central o punto cuántico, una barrera semitransparente que controla los movimientos individuales de los electrones, interconectares y puertas lógicas (circuitos de conmutación integrados en el chip), todo ello hecho únicamente de graphene.

Primera prueba

El equipo de Geim ha probado esta idea fabricando un número de transistores de un único electrón que ha sido capaz de funcionar por primera vez a temperatura ambiente, y no en condiciones especiales, y con una alta calidad.

Aunque esta primera prueba es esperanzadora, los investigadores de la Universidad de Manchester advierten que en la actualidad no existe la tecnología capaz de cortar elementos individuales con precisión nanométrica.

Hacer transistores a escala realmente nanométrica es el mismo reto en el que se encuentra la tecnología basada en el silicio, sin embargo, a diferencia del silicio, el graphene se muestra totalmente estable, incluso en estos tamaños, por eso estamos esperanzados, afirma el doctor Leonid Ponomarenko, que también participa en esta investigación, en un comunicado hecho público por la Universidad de Manchester.

El profesor Geim no espera el “nacimiento” de circuitos basados en graphene hasta 2025. Hasta esa fecha, el silicio seguirá siendo dominante en los componentes microeletrónicos. Sin embargo, cree que este material es la única tecnología viable cuando la “Era del Silicio” llegue a su fin.

Este material combina las mejores cualidades de otras tecnologías que han sido consideradas como posibles sustitutas del silicio. Combina en uno sólo material, lo mejor de los nanotubos de carbono y de la electrónica molecular, asegura Geim.

IBM desarrolla un chip con una estructura en tres dimensiones

Permite crear sistemas más veloces, pequeños y energéticamente más eficientes

IBM vuelve a adelantarse en la carrera que en la actualidad tiene lugar en el sector informático para contradecir la famosa Ley de Moore. Esta vez ha anunciado una nueva tecnología que acerca la posibilidad de pasar de un chip en dos dimensiones a uno de tres. Esta tecnología, llamada “through-silicon via”, permite apilar juntos diferentes componentes de un chip para crear sistemas más veloces, pequeños y eficientes energéticamente. Por Raúl Morales.

La empresa IBM ha anunciado un nuevo avance en la fabricación de chips que abre la vía para crear chips en tres dimensiones, extendiendo los límites de la Ley de Moore, que permitirá fabricar sistemas más veloces, pequeños y eficientes.

La Ley de Moore expresa que, aproximadamente cada dos años, se duplica el número de transistores en una computadora. Se trata de una ley empírica, formulada por Gordon E. Moore, cuyo cumplimiento se ha podido constatar hasta hoy.

Este avance permite pasar de un diseño de chip en dos dimensiones horizontal a una estructura tridimensional. Eso significa superar la estructura tradicional de los componentes del chip, que se colocaban uno al lado del otro, y apilar dichos componentes uno sobre otro. El resultado es un “sándwich” compacto de componentes que reduce enormemente el tamaño final del chip y aumenta la velocidad a la que los datos circulan a través de él.

“Esto es el resultado de más de una década de investigación pionera en IBM”, asegura Lisa Su, vicepresidenta del Centro de I+D de Semiconductores, en un comunicado difundido por la empresa. Y añade: “Nos permite mudar chips en 3-D del laboratorio a la fábrica en muchas aplicaciones”.

El nuevo método elimina la necesidad de los largos cables de metal que conectan entre sí los chips bidimensionales actuales. En su lugar, IBM propone unir los chips, uno encima de otro, a una distancia entre ellos medida en micrones, (la millonésima parte de un metro), y sujetados por conexiones verticales que son grabadas en agujeros de silicio (de ahí el nombre de “through silicon via”) rellenos, a su vez, de metal.

Menos distancia que recorrer

Esto permite que el flujo de información entre los chips sea mucho mayor. IBM asegura que de esta manera se crea la posibilidad de facilitar hasta 200 veces más vías a la información, y se reduce hasta 1.000 veces la distancia que necesita recorrer la información en un chip.

IBM ya está haciendo funcionar chips usando esta tecnología en su línea de fabricación y empezará a fabricar muestras para sus clientes en la segunda mitad de este año, empezando su producción a pleno rendimiento en 2008.

La primera aplicación de este chip será para las comunicaciones inalámbricas. En este caso, esta tecnología permite mejorar la eficiencia energética en algunos productos wireless hasta en un 40%.

En el Blue Gene

La versión más avanzada de estos chips en 3-D será aplicada también en el “Blue Gene”, el ordenador más rápido del mundo. La idea es apilar un procesador sobre otro o, por ejemplo, una memoria sobre un procesador. IBM ya está experimentando con esta tecnología convirtiendo el chip implantado actualmente en el “Blue Gene” en un prototipo de este chip 3-D.

“Blue Gene” es un supercomputador desarrollado por IBM que en 2005 se convirtió en el ordenador más rápido del mundo. Está instalado en el laboratorio estadounidense Lawrence Livermore y se dedica básicamente al almacenamiento y transmisión de datos entre diversos sistemas informáticos.

El chip 3-D se está utilizando para cambiar la manera en que la memoria se comunica con un microprocesador, aumentando básicamente el flujo de datos entre ambos componentes. Esta capacidad propiciará, según IBM, el desarrollo de una nueva generación de superordenadores.

IBM lleva más de diez año investigando en esta tecnología en tres dimensiones. La Agencia norteamericana DARPA (Defense Adavanced Research Projects Agency) le ha apoyado en el desarrollo de técnicas y herramientas para extender los chips a esta tercera dimensión.

Más avances

Este no es el único avance significativo hecho por IBM en este campo en los últimos meses. Así, el pasado diciembre anunció el primer chip de 45 nanómetros usando litografía de inmersión.

Un mes más tarde anunció también la utilización de un nuevo material, llamado “high-k metal gate” que controla la función de encendido y apagado de un transistor. Este material tiene propiedades eléctricas superiores, permitiendo reducir el tamaño del transistor hasta límite insospechados.

Un chip de la videoconsola PS3 acelera el procesado de imágenes médicas

Mejora el alineamiento de dos imágenes tomadas en días o con técnicas diferentes

Informáticos de IBM y de la Clínica Mayo han usado un chip ideado por la propia IBM, usado también en la famosa videoconsola PlayStation 3 (PS3), para crear una estructura informática paralela capaz de acelerar hasta cincuenta veces el procesado de imágenes médicas en tres dimensiones. Esta estructura informática ayuda al registro de imágenes, mejorando el alineamiento a través del ordenador de dos imágenes médicas tomadas en días o con técnicas diferentes. Con las imágenes perfectamente alineadas, los radiólogos pueden detectar más fácilmente cambios estructurales en tumores.

IBM y la Clínica Mayo han presentado un nuevo sistema informático capaz de acelerar hasta cincuenta veces el procesado de imágenes médicas en tres dimensiones. Este sistema utiliza un chip que incorpora la famosa videoconsola PlayStation 3 de Sony.

No es la primera vez que este mismo chip se aplica en proyectos médicos, ya que también se está usando en el proyecto de informática distributiva Folding@Home, que estudia el plegamiento de las proteínas.

Los resultados de este avance serán presentados por ambas empresas esta semana en el Internacional Symposium on Biomedical Imaging, organizado por el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

Un chip con mucho juego

“Este alineamiento de imágenes mejora la precisión de la interpretación de las imágenes y la eficiencia en el tratamiento radiológico, particularmente en enfermedades como el cáncer”, afirma el radiólogo de la Clínica Mayo Bradley Erickson en un comunicado hecho público por IBM.

Mediante este sistema el procesado de imágenes es hasta cincuenta veces más rápida que con las técnicas informáticas usadas tradicionalmente, aseguran sus creadores.

Este chip es el mismo utilizado en la popular videoconsola PS3, que a su vez IBM usó también en un superordenador construido para el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Se espera que ese ordenador alcance velocidades de un petaflop (un trillón de operaciones por segundo)

Tarea difícil

Una de las vías por la que las imágenes médicas han mejorado es mediante la utilización de imágenes procedentes de más de una fuente (resonancia magnética y tomografía, por ejemplo). La mejora de imágenes médicas mediante ordenador a partir de varias fuentes debe comenzar con un alineamiento lo más preciso posible de los datos visuales. Cuando en este proceso están involucradas imágenes en tres dimensiones y millones de pixels la tarea es complicada y requiere una gran velocidad de procesado de datos.

Para este proyecto, la Clínica Mayo e IBM usaron 98 grupos de fotografías y las procesaron con la nueva la aplicación en el IBM BladeCenter QS20. Después hicieron lo mismo pero con la aplicación original. El resultado fue que en el segundo caso el procesado de los 98 grupos se demoró unas siete horas, mientras que con la aplicación optimizada se demoró 516 segundos.

El algoritmo linear tridimensional encuentra el mejor posicionamiento espacial para maximizar la cantidad de información almacenada en dos imágenes. Esta mayor eficiencia se consigue “atrapando” datos de tal manera que el muestreo de la imagen no pierde pixels en el proceso.

Este proyecto permitirá a los médicos hacer un diagnóstico de una manera mucho más rápida, reduciendo el tiempo de espera y la ansiedad de los pacientes, que podrán empezar antes con el tratamiento más adecuado, asegura en su comunicado IBM

Vigilar proteínas

El chip usado por IBM y la Clínica Mayo también ha sido aplicado a otro proyecto médico. Sony, la creadora de la PS3, trabajó junto a la Universidad de Standford para aprovechar dicha tecnología en el proyecto Folding@Home.

Folding@Home es un proyecto de computación distribuida, que estudia el plegamiento proteico normal y anormal, la agregación proteica y las enfermedades relacionadas. El plegamiento anormal de las proteínas produce enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson.

El proyecto requiere técnicas computacionales avanzadas y computación distribuida capaz de simular escalas de tiempo miles a millones de veces mayores que las previamente obtenidas. Gracias a ello ha sido posible simular el plegado de las proteínas por primera vez.

Un potente sistema informático almacena las imágenes de la sonda MRO

La exploración de Marte basada en imágenes desarrolla avanzados sistemas de almacenaje de datos

La exploración planetaria con sondas que mandan grandes cantidades de datos está haciendo que aparezcan nuevos sistemas informáticos de almacenamiento que permiten gestionar de una manera sencilla y eficiente económicamente la información. El proyecto HiRISE de la Universidad de Arizona, asociado a la sonda espacial Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), ha sido pionera en este campo al elegir un sistema de la empresa Isilon para almacenar y hacer accesibles a los científicos la enorme cantidad de imágenes en alta resolución de la superficie marciana que esta sonda está enviando a la Tierra. Paul D. Morales.

Un sistema informático almacena las imágenes digitales en alta resolución enviadas por la sonda espacial MRO. Este sistema, al que van asociados varios softwares, permite a los científicos que trabajan en el proyecto HiRISE gestionar y acceder fácilmente a ellas.

Hace justo un año que la sonda Mars Reconnaissance Orbiter empezó a enviar a la Tierra las primeras imágenes del Planeta Rojo. En marzo de 2006 sus tres cámaras de alta resolución apuntaron hacia un punto concreto de su superficie, recogiendo más de media hora de datos.

Fue, sin embargo, en noviembre del año pasado, cuando empezó realmente su misión principal: mandar fotografías en alta definición de la superficie marciana en el contexto del proyecto HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment o Experimento de Ciencia de la Imagen de Alta Resolución).

El almacenamiento de esas fotografías (con tamaños que a veces superan los 2 GB) es clave dentro de esta misión científica. El United State Geological Survey (USGS) ha elegido como almacén principal del HiRISE el sistema de archivo Isilon IQ de la empresa especializada en el almacenamiento de información, Isilon.

Sistema unificado

Este sistema informático de almacenamiento permite al proyecto aglutinar las fotografías que manda la sonda de una manera eficiente en un único sistema de archivos, dando las prestaciones para reunir rápidamente la demanda creciente de almacenamiento de los grupos masivos de datos de imágenes.

El proyecto HiRISE está liderado por la Universidad de Arizona y tiene como finalidad hacer fotografías en alta resolución para descubrir nuevos datos de la superficie marciana, así como dar herramientas a los científicos para que puedan comprender mejor la evolución del planeta y planificar futuras misiones.

“Con los avances en telescopios fotográficos y cámaras aéreas, las imágenes digitales que podemos captar con el HiRISE son únicas por su increíble definición y su complejidad, de ese modo es posible crear representaciones visuales de Marte con un detalle nunca visto hasta ahora”, afirma Chris Bradshaw, ingeniero senior del USGS, en un comunicado de Isilon.

14 cámaras

HiRISE contiene 14 cámaras junto a un telescopio de 50 cm de diámetro para crear por un lado una cámara capaz de captar imágenes en blanco y negro con una resolución de 1.200 megapixels y, por otro, una cámara en color de una resolución 240 megapixels.

Estos datos son transmitidos desde la sonda MRO al laboratorio Lunar Planetary de la Universidad de Arizona, donde son procesadas para generar imágenes claras de la superficie de Marte. Después, se envían a las instalaciones del Programa de Investigación Astrogeológica de la USGS, donde se almacenan directamente en sistema ideado por Isilon.

Acceso permanente

Fusionando todas las imágenes en el Isilon IQ, con la ayuda del sistema operativo especializado en estas funciones OneFs, los investigadores del proyecto pueden almacenar las imágenes procesadas y los datos originales de manera unificada. Además, pueden acceder a esos datos los 365 días del año y desde cualquier sitio.

Al sistema informático va unido otro software, llamado SnapshotIQ, con el que los científicos de la USGS pueden hacer de manera inmediata un número ilimitado de copias de cambios en el sistema unificado de datos, proporcionando un nivel de protección de datos añadido mientras se procesa analiza o modifica una nueva imagen.

Isilon IQ trabaja tanto en servidores Windows como Unix, ofreciendo de esta manera una gran transparencia a la hora de acceder a los datos y permitiendo a los científicos centrarse exclusivamente en su trabajo de investigación.

“La exploración y la visualización planetaria, tanto de la Tierra como de otros planetas de nuestro Sistema Solar, se está moviendo hacia entornos digitales basados en tecnología de la imagen avanzada y en alta resolución”, afirma Brett Goodwin, de Isilon Systems. Esto está generando grandes cantidades de imágenes digitales y un rápido crecimiento de los datos, repercutiendo esto en la complejidad de su manejo”.

En febrero de este año, la MRO se había convertido ya en la sonda espacial que más cantidad de datos e información había mandado a la Tierra. En tres meses, la sonda ha tomado tanta información (unos 1000 CDs) como la famosa y mítica Mars Global Surveyor en sus diez años de misión.

El MIT crea un software para que los niños aprendan a programar

Está diseñado para niños de 8 y 9 años y se puede descargar gratuitamente de Internet

Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachussets bajo (MIT), miembros del proyecto “Lifelong Kindergarten”, ha creado un lenguaje de programación para que los niños puedan dejar de ser meros consumidores de informática y se conviertan en programadores de sus propios juegos o programas. La idea está basada en el popular juego de construcción LEGO y, según sus creadores, permite a los niños pensar creativamente y resolver problemas sistemáticamente y en colaboración. Por Paul D.Morales

Un nuevo lenguaje de programación desarrollado por el MIT Media Lab convierte a niños y a adolescentes en programadores informáticos en lugar de en meros consumidores, permitiéndoles crear sus propios historias interactivas, juegos, música y animación para la web.

Con este nuevo software, llamado Scratch, los niños pueden programar creaciones interactivas juntando simplemente bloques gráficos, como si fuera un LEGO, sin tener que utilizar la oscura puntuación o sintaxis de los lenguajes de programación tradicionales.

“Hasta ahora, sólo los expertos podían hacer creaciones interactivas para la web. Scratch abre las puertas a todo el mundo, dice Mitchel Resnick, jefe del equipo que ha desarrollado el software Scratch, en un comunicado del MIT.

Inspirado en el LEGO

El equipo dirigido por Resnick se encarga de un proyecto llamado “Lifelong Kindergarten”. Previamente, y dentro de este proyecto, desarrollaron lo que llamaron “bloques programables", inspirados en el kit robotizado llamado Lego Mindstorms. De la misma manera que el Mindstorms permitía controlar las creaciones de Lego en el mundo físico, Scratch les permite controlar creaciones para la web.

Este proyecto ha sido desarrollado por “Lifelong Kindergarten” en colaboración con investigadores de la universidad de UCLA y con la financiación del la National Science Foundation y de la Fundación Intel.

“Mientras los niños hacen proyectos en Scratch, aprenden a pensar creativamente y a resolver problemas sistemáticamente, destrezas críticas para tener éxito en el siglo XXI”, dice Resnick.

Está diseñado para niños de entre 8 y 9 años y puede ser descargado de forma gratuita de la página web que el MIT ha creado especialmente para ello. El software funciona tanto para PCs como para Macs.

Por otro lado, el MIT está empezando ya a colaborar con otras empresas, como Intel, Microsoft, BT, Samsung o Motorola, para desarrollar conjuntamente otras versiones y aplicaciones de este software, inclusive para teléfonos móviles.

El nombre “Scratch” proviene de una técnica utilizada por los disc jockeys de hip-hop que consiste en hacer girar un disco de vinilo y mezclarlo con trozos musicales de diferentes maneras. De igual modo, este software permite a los niños programar mezclando diferentes medios, como gráficos, fotografías, música o sonidos.

Abanico de ideas

Un vistazo a la página web de esta idea permite admirar la creatividad de los proyectos programados por los niños: una historia sobre un oso polar, juegos de ataques espaciales etcétera. Algunas creaciones son divertidas y simpáticas, pero otras tienen un importante caladazo social.

Los niños están modificando constantemente sus proyectos y, además, se van extendiendo los de unos y otros por la web, aprendiendo recíprocamente en el proceso. “Es muy excitante levantarse por la mañana y ver qué han puesto nuevo en la web”, comenta Resnick.

Durante el proceso de desarrollo este programa fue testado para ver el feedback que tenían entre los niños del Intel Computer Clubhouses y en las propias clases. “Hay un murmullo en la clase cuando los niños entran en el proyecto”, comenta en el mismo comunicado Karen Randall, una profesora del ciclo elemental de una escuela de Minnesota. “Los estudiantes colaboran, cooperan y se enseñan mutuamente. Además, aprecian mucho el poder que Scratch les proporciona para crear sus propias versiones de juegos y animaciones” asegura la profesora Randall.