Friday, December 25, 2015

AUTONOMOUS HUMANOID ROBOTIC BRAIN



AUTONOMOUS HUMANOID ROBOTIC BRAIN.

What is the fate of  autonomous humanoid robotics? What is its  current status? For us, the answer is unique: the creation of an artificial entity, simile, equal or better than a  human being (acting or taking decisions), as determined by the circumstances. To the fulfillment of this goal concur predictable and unpredictable factors (as has happened in many previous scientific-technical creations). We analyze the  predictable part. I) What was done in robotics, is not autonomous so far; it's just the mere imitation of human body movements with  utilitarian purposes if you will. Although this is the beginning, the final perspective of autonomous humanoid robotics, is not that. Recent advances in brain science and computing: Blue Brain Project (2005, to create  a synthetic brain, mimicking mammalian brain circuits through reverse engineering, to study the architecture and principles of brain function), Human Connectome Project (2009, map all human brain neural connections in order to understand its operation and generate data to facilitate research of dyslexia, autism, Alzheimer's disease, schizophrenia), Brain Activity Map (BAM, 2013, map of human brain activity of each neuron),  have organized the autonomous humanoid robot perspectives,  to travel roads in continuous building, while  walking. To this is added several transhumanist ideas aimed at improving human cell bodies (generation of superhumans). From having little scale perspectives (perhaps to know only one kind  of life: human), we have now  multiple visions. II) The fundamental point in the construction of the brain of an autonomous humanoid robot is that the senses must emerge and run before the brain. The latter must be formed according to the demands of the senses, not vice versa. Therefore the best way to understand the functioning of a  human brain and to  create an artificial humanoid  brain, is to follow the way that paved the  human evolution. Thus, the creation of the brain of an autonomous humanoid robot should start initially providing to robotic humanoid: senses at the same time that the robot is conditioned to autonomously acquire its own energy requirements (fuel in this case), imitating somehow functions of the gastrointestinal system. Fortunately this second stage of robotics: insertion and operation of the senses is already underway. It started with the vision (Science, December, 2015: Human-level probabilistic concept Learning Through induction program), with good results. In this article, it is showed  that the application of new software models recreate the human ability to generalize concepts from a single example : handwritten characters taken from  global alphabets,  observed under Bayesian criteria. Previous learning algorithms of computers required hundreds of examples. With the new software’s, computers adcquire cognitive abilities indistinguishable from humans. If our proposal is consistent, the next step will be to incorporate similar software for other senses: smell, hearing, touch, taste... So happened in human evolution:  emerging sense forced the emergence of an orchestra director (brain). III) While multisensory incorporations would initially run by external supervisors (human), the goal of the third and final step is to put all your senses under the  orders of an artificial controller (autonomous humanoid robotic brain), to process the perceived and give them  the  corresponding channel.

CEREBRO ROBOTICO HUMANOIDE. 


Hacia dónde va la robótica autónoma  humanoide? ¿Cuál es su estado actual? Para  nosotros, la respuesta es única: la creación de un ente   artificial, símil, igual o superior a los humanos  (actuando y tomado decisiones), según lo determinen  las circunstancias.  Al cumplimiento de esta  meta  concurren  factores predecibles y no predecibles (como ha sucedido en   muchas  creaciones científico-técnicas anteriores). Analizaremos, la  parte predecible. I) Lo  realizado en robótica hasta hoy, no es autónoma; es solo la mera imitación de  movimientos corporales humanos con fines utilitarios –comerciales- si se quiere. Aunque esta es la parte primigenia,  la perspectiva final de la robótica autónoma humanoide, no es esa. Los últimos avances en ciencia y computación cerebral: Blue Brain Project  (2005, creación de  un cerebro sintético, imitando circuitos cerebrales de mamíferos  mediante  ingeniería reversa a fin de  estudiar la arquitectura  y  principios del funcionamiento cerebral),  Human Connectome Project (2009, mapa  de todas las conexiones neuronales  cerebrales humanas a fin de  comprender  su  funcionamiento y generar  datos que faciliten la investigación de la dislexia,  autismo,  enfermedad de Alzheimer,  esquizofrenia),  Brain Activity Map (BAM, 2013,  mapa de la actividad de cada neurona cerebral humana), han  cimentado y organizado la robótica autónoma  humanoide al recorrer   caminos que seguirán construyéndose, al andar.  A lo anterior se  suma la fuerza de las  ideas de los transhumanistas tendientes a perfeccionar los somas humanos (generación de superhumanos). De tener   pocas perspectivas a escala  (quizás por conocer una sola forma de vida: la humana), se ha pasado a disponer de  múltiples   visiones.  II) El punto fundamental  en la construcción del cerebro de  un robot autónomo humanoide  es que los sentidos deben emerger y funcionar antes que el cerebro. Este último  debe ser formado de acuerdo a las exigencias de los sentidos,  no al revés. Por tanto el mejor método para comprender el funcionamiento un cerebro humano y crear de paso  un cerebro símil artificial,  es seguir el camino que trazo la evolución humana. Así,  la creación del cerebro de  un robot autónomo humanoide debe  empezar dotando inicialmente de   sentidos al humanoide robótico a la par que se le acondiciona para que adquiera  autónomamente sus propios  requerimientos energéticos (fuel en este caso),  imitando  de algún modo, las funciones del   sistema gastrointestinal. Por fortuna esta segunda etapa de la robótica: inserción y funcionamiento de los sentidos  ya  está en curso.  Se ha empezado con la visión (Science,December, 2015: Human-level concept learningthrough probabilistic program induction),con buenos resultados. En este artículo, se demuestra  que la aplicación de nuevos modelos de softwares recrean la habilidad humana de generalizar conceptos a partir de un solo ejemplo : caracteres escritos a mano de alfabetos mundiales observados bajo criterios bayesianos.   Los algoritmos previos de aprendizaje de las computadoras requerían centenares de ejemplos. Con los nuevos softwares, las computadoras logran equivalentes indistinguibles del de los   humanos.  Si nuestra propuesta es coherente,   el siguiente paso será incorporar mediante softwares similares los sentidos restantes: olfato,  audición,  tacto,  gusto...  Así ocurrió en la evolución humana: : los sentidos emergentes forzaron  la emergencia de un director de orquesta (cerebro).  III) Aunque las incorporaciones multisensoriales  serían dirigidas inicialmente por  supervisores   externos (humanos),  la meta del tercer y último paso  será  poner todos los sentidos bajo las órdenes  de un controlador artificial (cerebro robótico autónomo humanoide), para  procesar lo percibido  y darle el cauce correspondiente.  

Sunday, December 13, 2015

STELLARATORS




TOKAMAKS and  STELLARATORS

A relatively easy nuclear fission of heavy nuclei (U, Pt), allowed the creation of nuclear power plants and atomic bombs, with certain costs: emitted radiation and waste disposal that caused some serious accidents. Alternatively, after 1950 the first Russians tokamaks, intended to release energy by nuclear fusion of two or more light nuclei (H, He), in toroidal chambers where nuclear collisions at high speeds created a new  nuclei releasing large amounts of energy as photons. A type of energy for peaceful purposes, in which 1 g of matter  generate  energy equivalent to 8 tons of fuel, that produce no accidents, is   clean, safe (does not use U) and because the fuel is not inside the machine…it is just  injected. If the machine stops itself or the electrical power fails, the system automatically cools... nothing happens. An improved power reactor  derived from primitive  tokamaks using the nuclei fusion of H and He, is the : stellarator Wendelstein 7-X(W7-X), built by a branch of the Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP), which began 20 years ago and was put into operation on 10 December 2015. The W7-X, comprises a modified toroidal chamber designed to produce clean and unlimited energy. Main differences of WX-7 with  tokamaks are: a- No U or Pt, are used.  therefore W7-X, does not generate radiation b-Both devices have  difficulties  to uniformly compress the H. c-While tokamaks  maintain  the plasma generated by a maximum of 7 minutes, the W7-X,  kept active plasma for 30 or more minutes. d-Tokamaks have  difficulties to start its functioning, having not yet reached the point of balance between the energy of acceleration necessary to confine the plasma and fusion for  some particles, similar problems that  ITER,  try to solve. For nuclei fusion  takes place into the W7-X, it is necessary to maintain temperatures of over 100 million degrees Celsius and enormous forces. Such temperature separates electrons of atoms, generating a plasma comprising electrons and ions permitting them to travel faster, preventing repulsion of each other, allowing fusion. To keep  gases confined, it is used  a series of magnets. An electrical circuit around the toroid generates a strong magnetic field that keeps the plasma away from the walls. To prevent particles from escaping by the ends, the pipes are bent, in such a way that shaping torus or doghnuts, created endless ways. Many problems of  W7-X, have been solved  adding bending or twists to the main pipe, so that  particles travel easily through  ups and downs of magnetic fields. Optimizing a W7-X, means to endow the magnetic field with  the best shape in order to confine the plasma, more efficiently. All W7-X devices, are controlled by computers and lasers. Large temperatures are controlled externally by a cooling system close to absolute zero, which prevents leakage of particles. The W7-X, also has 250 ports for supplying and removing fuel, to heat the plasma and to make diagnostics and real tests. Actually, many researchers try to  determine  the energy confinement time and the frequency at which the plasma loses its energy. Fusion experiments with H isotopes will start on 2016. Although the current diameter of the W7-X is 16 m, all foresee  a reduction (~ 8 m) in the near future.

TOKAMAKS  y  STELLARATORS


La fácil fisión nuclear de núcleos pesados (U, Pt),  permitió la  creación de  bombas atómicas y  centrales nucleares, con ciertos costos: radiación emitida y  eliminación de  deshechos,  causantes de ciertos   accidentes serios. Alternativamente,  a  partir de  1950 se crearon los primeros  tokamaks rusos, destinados a liberar  energía por  la fusión nuclear de 2 o más núcleos ligeros (H, He), en cámaras  toroidales  donde la colisión nuclear  a altas velocidades generaba  un nuevo núcleo liberando  grandes cantidades de  energía en forma de fotones. Un tipo de energía destinado a fines  pacíficos,  en la que  1 g de materia proporción  el  equivalente energético de   8 toneladas de petróleo,  sin accidentes,  limpia, segura (no  emplea U) y porque el combustible no está dentro de la maquina…simplemente se  inyecta. Si la  maquina se detiene de por sí o, deja de funcionar la  corriente eléctrica,  el sistema se enfría automáticamente…no  pasa nada.  Una versión mejorada de  generación de  energía derivada de  primigenios tokamaks,  empleando la fusión de núcleos de He e H, es el reactor nuclear: Wendelstein 7-X stellarator (W7-X), construido por una rama del Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP), iniciado  hace 20 años y puesto en funcionamiento el  10 de diciembre del 2015. El W7-X, comprende  una  cámara toroidal  modificada  destinada a producir energía limpia e ilimitada. Las principales diferencias del WX-7 respecto a los tokamaks son :a-No emplea U ni Pt, por lo tanto no genera radiación b- Ambos tienen dificultades para  comprimir uniformemente el H. c-Mientras los tokamaks mantienen el plasma generado por un máximo de 7 minutos,  los W7-X,  lo mantienen por 30 y más minutos. d-Existen dificultades para iniciar un tokamak, no habiéndose  alcanzado aún, el punto de equilibrio entre la energía de  aceleración, la necesaria para confinar el plasma y la  obtenida con la fusión de algunas partículas, problemas similares a los que el mismo  ITER intenta  resolver. Para que la fusión de los núcleos se produzca, al   interior del W7-X,  es necesario mantener temperaturas de más de 100 millones de grados Celsius  y fuerzas enormes. Tal temperatura  separa electrones de  átomos, generando un   plasma compuesto por electrones e iones permitiendo que estos últimos  viajen más rápido,  evitando la repulsión entre sí,  permitiendo  la   fusión. Para mantener contenido al gas,  hay que emplear  una serie de magnetos. Un  circuito de corriente eléctrica alrededor del toroide  genera  un fuerte  campo magnético  que mantiene al plasma lejos de las paredes. Para evitar que las partículas escapen por los extremos,  los tubos son doblados, en forma de  doghnuts o  torus, creando  vías interminables.  Muchos problemas de los W7-X, han sido  resueltos añadiendo dobleces al tubo principal, de modo que las partículas viajen sin dificultad por los altibajos de los  campos magnéticos. Optimizar un W7-X, consiste en, dotar  al campo magnético de las formas más adecuadas para confinar al plasma del modo más eficiente.  Todos los dispositivos del W7-X, están controlados por ordenadores y láseres.  Las grandes temperaturas se controlan  exteriormente por un sistema de enfriamiento cercano al cero absoluto, que imposibilita las filtraciones de partículas. Posee además   250 puertos para suministrar y remover el combustible,  calentar el plasma y hacer diagnósticos y test reales. Se trabaja bastante en determinar el tiempo de confinamiento energético y la frecuencia a la cual el plasma pierde va perdiendo su energía. Los experimentos de  fusión de isotopos de  H empezaran el 2016.  Aunque el diámetro  actual del W7-X es  16 m, todo sugiere una reducción (~ 8 m) del mismo en el futuro cercano. 

Thursday, December 10, 2015

DEATH OF MOBILES



MOBIL: CHRONICLE OF A FORETOLD DEATH.
Most scientists agree that in the next 30 years, 3 areas of knowledge will undergo deep transformations: telecommunications, biology (DNA editing,  stem cells) and nanotechnology. We'll talk today of distance communication (telecommunications), area in which the replacement of mobiles (cell phones) is expected, by more human communication devices or mechanisms. Interesting in this aspect, is the point of view of  Nuria Oliver, Scientific Director ofTelefonica and PhD in Computer Science from the MIT. Nuria says that the Mobil restrict many human emotions positioning these device as  a modern communication tool, but at the same time as obsolete because: a) human communication relies heavily on nonverbal aspects (up to 80% of communication: tone voice, emphasis, gestures, facial expressions, body position), while current mobil technology is limited to monosensorial aspects (insipid voice) limiting distance communication which should be more customized, complex and multi-sensory. b) Nuria adds that technological advances (interfaces brain-computer), induced by insertion of intracerebral chips will promote mind-mind communication, extinguishing or minimizing the importance of mobiles. Brain-computer interaction, will permit to transmit direct messages to distance using only the thought. Suffice just want something to be transmitted to another person with appropriate brain receptors. c) Otherwise the small screen, looking down, computing limited and complexities to enter information, are the announcement of the imminent death of current mobiles. Urge to see the speaker in natural, 3D format size  or at least  information displayed on our clothes on our bodies in our cars, in the same environment in which we operate.
MOBILES: CRONICA DE UNA MUERTE ANUNCIADA.
La mayoría de científicos concuerda  que en los próximos 30 años, 3 áreas del conocimiento sufrirán profundas trasformaciones: telecomunicaciones, biología (edición del DNA y  células madre)  y nanotecnología. Hablaremos hoy  de la comunicación a distancia (telecomunicaciones), área en la que se prevé   la sustitución de los mobiles (celulares), actuales por  dispositivos o mecanismos  más  humanos de comunicación. Interesa en este  aspecto, la sensata  opinión  de Nuria Oliver, Directora científica de Telefónica y doctora en Ciencias de la Computación por el MIT. Nuria opina que el   mobil, al restringir muchas emociones humanas la posiciona como una herramienta de comunicación moderna,  pero al mismo tiempo obsoleta,  porque : a) la comunicación humana reposa en gran medida  en aspectos no verbales (hasta 80% de la comunicación: tono de voz,  énfasis,  gestos, expresiones faciales,  posición corporal), estando la tecnología de los mobiles actuales, limitada a aspectos monosensoriales (voz insípida),    limitándo la  comunicación a distancia que debería ser más  personalizada, compleja y  multisensorial. b)  Nuria agrega que los avances tecnológicos (interfaces cerebro-pensamiento), inducidas por  la inserción de  chips intracerebrales promoverán  más adelante comunicaciones   mente-mente, extinguiendo o minimizando la importancia de los mobiles. La interacción cerebro-ordenadores, asociada a estimulación directa del cerebro permitiría  transmitir mensajes a distancia y  comunicaciones directas con el pensamiento. Bastaria solo desear que algo sea trasmitido a otra persona  con receptores cerebrales apropiados.    c) Por lo demás la   pequeña pantalla, el  mirar hacia abajo, la  capacidad de computación y el modo de  introducir la información son la crónica anunciada de la muerte próxima de los mobiles actuales. Urge ver  al interlocutor en tamaño natural, 3D o por lo menos  la  información aparezca en nuestra ropa en nuestros cuerpos  en nuestros coches,  en el entorno mismo, en el que nos movemos.