Cerebros Automáticos

Por Andrew Hamilton

Eckert revisa la ingeniosa unidad momorizadora que creó para las computadoras. Pulsaciones que representan números fluyen en los tubos de mercudio, se amplifican y circulan hasta que se usan en cálculos.

USTED YA SABE por experiencia propia lo fatigoso que es hacer cálculos, trátese del impuesto sobre la renta, los planos para un nuevo hogar, o quizás para proyectar sus próximas vacaciones. Generalmente, el individuo es presa del pánico y cada tentativa le rinde una respuesta diferente. Esto no es extraño si se considera que hay que sumar, restar, multiplicar, dividir, calcular fracciones, porcentajes, raíces cuadradas, decimales, etc. Más de un individuo habrá exclamado para sí, en estas circunstancias: -¡Si yo poseyera una máquina para calcular!
Desde hace 300 años los sabios han procurado crear dispositivos mecánicos que eliminen lo engorroso de las matemáticas. Pero sólo recientemente han descubierto algo que es realmente valioso en este terreno.
En los laboratorios de matemáticas e ingeniería de las universidades y centros de investigación americanos, se están construyendo gigantescos "robots" con capacidad para resolver problemas complicados a una velocidad millares de veces superior a la del cerebro humano, para acumular largas listas de cifras en sus "memorias," encender luces rojas y hacer sonar campanillas cuando se presenta un error, y atacar problemas tan complejos que vencen a la imaginación más fértil.
-Algunas de estas máquinas son casi humanas,- comentó recientemente un matemático.. -Es cosa de estremecerse con sólo pensar lo que pueden hacer .-
Sin embargo, estos calculistas científicos de alta velocidad no se asemejan absolutamente en nada a la noción popular que se tiene del robot mecánico. En lugar de esto, son enormes máquinas electrónicas y mecánicas que cuestan Dls. 750,000, pesan hasta 100 toneladas cada una, ocupan el espacio de habitaciones enteras, y están equipadas con millares de bulbos de vacío y millones de metros de alambre. Si usted puede imaginarse una combinación fantástica de radio-fonógrafo, conmutador telefónico, órgano, máquina de escribir, teletipo periodístico, y máquina de suertes, habrá obtenido una ligera impresión del aspecto que ofrece una máquina calculadora que funciona a alta velocidad.
Estas máquinas son increíblemente rápidas. Una calculadora corriente para escritorio mu1tiplicará dos números de 10 cifras por ejemplo, 3,650,678,548 por 5,477,648,971 en un tiempo de aproximadamente 10 segundos. Un "cerebro mecánico" proveerá la respuesta de esta multiplicación en 3/1000 de segundo. Tenemos aquí otro ejemplo: Mensualmente se preparan unas 400,000 declaraciones de aduana, en cuyo procesamiento se invierten 1800 horas de trabajo manual. Una máquina que se está construyendo para la Oficina de Censos de los Estados Unidos, efectuará esta misma tarea en aproximadamente 36 horas.

En el Laboratorio de Balística del Ejército, digitos de números astronómicos pasan por la ENIAC y se convierten en tablas de tiro y respuestas a otros problemas complicados. Vea los paneles e interruptores.

Las computadoras de alta velocidad rinden sus mejores resultados cuando resuelven problemas que incluyen una cantidad de números "variables." Por ejemplo, sería fácil describir por métodos corrientes matemáticos el lanzamiento de una moneda en el aire: hasta qué altura asciende, a qué distancia cae, el arco que describe y los segundos que transcurren antes de que toque nuevamente la tierra. Pero, ¿cómo puede usted describir este mismo problema, tratándose de un puñado de monedas que ascienden a diversas alturas y caen a tierra con diversos intervalos? Esta clase de números "variables," que se encuentran en muchos problemas científicos y comerciales, son computados por dichas máquinas.

Las "unidades memorizadoras" de la calculadora de alta velocidad, son ingeniosos dispositivos. Un tipo consiste de cierta cantidad de tanques de mercurio, hechos de acero inoxidable, equipados a cada extremo con cristales de cuarzo. Cuando se introducen impulsos eléctricos, que representan números, en un extremo del tanque, el cristal los convierte en ondas sonoras. Estas ondas viajan a través del mercurio y emergen por el otro extremo del tanque, nuevamente convertidos en impulsos eléctricos. Después de ser amplificados, éstos se introducen nuevamente en el primer cristal, circulando así en un circuito continuo hasta que se necesiten en un problema determinado. A pesar de que viajan a altas velocidades, se conservan separados por un oscilador central que mantiene el orden de las cifras, con una separación entre sí de 1/4,000,000 de segundo.

Esta analizadora diferencial posee engranes y flechas en vez de tubos. Resuelve problemas mediante movimientos de sus partes.

Las fotos en las tres páginas siguientes revelan cómo la calculadora electrónica resuelve un problema. Aquí una operadora perfora agujeros en las fichas, que representan cifras del 0 al 9. Se registran además las instrucciones necesarias.

En general, hay dos tipos principales de calculadoras de alta velocidad:
(1) Computadoras por analogía, que llegan al total deseado mediante la substitución de cifras numéricas. Por ejemplo, una regla de cálculo utiliza distancias para representar cifras. Es difícil obtener una respuesta precisa cuando se suman 10 ohmios aun total previo de 2,000,000 de ohmios. Pero hay muchos problemas donde una respuesta aproximada resulta tan eficaz como una respuesta precisa. Y aquí es donde las computadoras por analogía resultan ideales.
(2) Computadoras digitales, que llegan a sus totales mediante cuentas aritméticas. La primera computadora digital fue la mano del hombre, con sus cinco dedos. Aparecieron más tarde las máquinas de sumar, que dependían de una serie de ruedas. y finalmente, las gigantescas calculadoras de hoy, que emplean impulsos eléctricos en su funcionamiento.
Se espera que estas gigantescas máquinas, que trabajan 24 horas al día, abran vastos campos nuevos de conocimientos. Un sabio declaró recientemente: -Son tan superiores en eficiencia y capacidad, que el matemático, cuyo reino en un tiempo se limitaba a lo que podía divisar con la vista desde la cresta de un hormiguero, ahora domina cuanto puede ver desde la cima de una montaña.-

Las terjetas perforadas entran en una lectora que capta eléctronicamente los agujeros y anota las cifras en las memorizadoras a razon de 30,000 cifras por minuto. Estos datos bastan para resolver el problema.

Los datos pueden ir a la máquina sobre cintas de papel perforado. La perforadora dee desde las tarjetas y perfora las cifras en la cinta. Der: La memorizadora perfora sub-totales para su uso posterior.

Toda ciencia conocida por el hombre, desde la arqueología hasta la zoología, ha ido desarrollando grandes cantidades de estadísticas, que son completamente inútiles a menos que se interpreten correctamente. Para acelerar este trabajo cerebral rutinario y dejar en libertad las mentes humanas mejores para misiones creativas, éste es el tipo de trabajo que las "máquinas pensadoras" harán:
Predecir exactamente cómo trabajará un motor a cohete antes de ser construido.
Resumir las estadísticas complicadas de un censo, o del impuesto nacional sobre las rentas.
Calcular la fuerza del impacto que se producirá sobre la rueda delantera de un avión que aterriza, una fuerza demasiado peligrosa para efectuar la prueba prácticamente.
Predecir la velocidad a la cual una turbina de gas comenzará a vibrar, según sea su diseño.

Esta mesa controladora informa constantemente a la operadora cuál es el problema atacado y qué resultados se obtienen.

Los autómatas matemáticos reducirán probablemente la necesidad de construir más y más costosos túneles de viento, canales miniatura para agua, y otros modelos cuya misión es determinar las características de nuevos aviones, barcos, locomotoras, armas de fuego y muelles.
Aunque es fácil pensar en estas gigantescas máquinas en términos de "cerebros mecánicos" y "cerebros electrónicos", ellas son puramente automáticas y en ningún sentido pensadoras independientes. No les es posible formular por si mismas los problemas, sino solamente resolverlos, una vez que reciben las instrucciones necesarias para ello, de los seres humanos.
Por ejemplo, los oceanógrafos de 1a universidad de California están interesados en trazar una carta del lecho del Océano Pacífico, frente a San Diego. Para esto, tomaron ya varios sondeos del mar, en diferentes puntos. Pero el problema de unir estos sondeos, hasta formar lo que sería el perfil más probable del lecho del mar, es suficiente para descorazonar a cualquier matemático.

La impresora anota los resultados a razón de 24,000 cifras por minuto, permitiendo modificar el problema según los resultados.

Y aquí es como la "máquina pensadora" lo hará: Se introducirán millares de cifras de sondeos (cada una de ellas identificada por latitud y longitud) en una calculadora de alta velocidad, sobre fichas o en una cinta magnética. Una vez que estas cifras hayan sido fijadas en la "memoria" de la máquina, se hará que la computadora calcule punto tras punto. Para cada uno de éstos, se le instruirá que busque los sondeos en su memoria y los separe; por ejemplo. en un radio de un kilómetro desde el punto en cuestión.

Luego se le pedirá a la máquina que busque nuevamente entre los sondeos y seleccione todos aquellos efectuados en un radio de kilómetro y medio. Dándoles menor importancia a estos sondeos distantes, la máquina hará un promedio de todas las cifras y presentará la respuesta. La totalidad de esta complicada operación puede efectuarse en pocos segundos.
La solución de este problema no representa un mero ejercicio académico. Los oceanógrafos encontrarán muy valiosa esta información en muchos aspectos de sus trabajos. Por ejemplo, puede ordenársele a la máquina que compute la forma en que viajan los maremotos desde su punto de origen, y como varían en altura a lo largo de las diversas secciones de costas e islas. En esta forma, los pobladores podrían ser advertidos cuando un tifón se encuentra en marcha hacia Hawaii, Alaska o California.
Una situación semejante a ésta existe en la meteorología. La comprensión científica de las leyes que gobiernan el movimiento de las masas y corrientes de aire cálido y frío, ha alcanzado el nivel de las altas matemáticas. Algunas de estas fórmulas son tan difíciles que los pronosticadores del tiempo no pueden calcularlas con los antiguos métodos de lápiz y papel, antes de que se produzca esa condición atmosférica especial.
Los peritos balísticos del Ejército emplean las máquinas para calcular el consumo de gasolina en aviones de retropropulsión a diversas alturas y velocidades. La Marina las usa para computar las tablas de alcances de nuevos proyectiles. Pueden también usarse para medir los efectos que producirá una huelga de mineros de carbón en la economía nacional, para pronosticar con mucha anticipación los terremotos, para calcular la distribución de los rayos cósmicos que caen sobre la Tierra, y muchos otros problemas científicos y sociales que no han sido resueltos jamás con precisión.

Resuelto el problema, la máquina de escribir toma las cifras de las tarjetas y las escribe para reproducirlos luego en "offset"	Desde que Blas Pascal, matemático y filósofo francés, inventó una máquina "aritmética" en 1647, los hombres de ciencia han estado tratando de crear computadoras para proveer un menor desgaste del cerebro humano. Dos ejemplos relativamente recientes de esta tendencia, son las máquinas sumadoras y las tabuladoras con fichas perforadas de la International Business Machine. Pero no fue sino hasta las postrimerías del decenio 1930-40 y el advenimiento de la Segunda Guerra Mundial, que aparecieron los verdaderos y gigantescos "cerebros mecánicos" y "cerebros electrónicos".

Como en los primeros tiempos de la industria automovilística, adoptaron diversos tamaños y formas, y se equiparon con diferentes tipos de fuerza motriz. Por ejemplo, hay varios tipos de analizadoras diferenciales, que son instrumentos electro-mecánicos compuestos de flechas, engranes y coples. La mayoría de estas partes son removibles, permitiendo así que sean armadas en la relación correcta entre sí para resolver problemas individuales. Las materias primas se alimentan en la máquina desde gráficos que representan valores numéricos. A medida que sus varias partes giran y cambian de posición, la máquina traza la respuesta en forma de un gráfico, por medio de una pluma mecánica. La analizadora diferencial ha sido empleada para determinar la trayectoria de proyectiles dirigidos, el desplazamiento de partículas de agua alrededor del ala de un avión, y el diseño del radar para aviación. Varias universidades de los Estados Unidos, incluyendo al Instituto Tecnológico de Massachusetts, la Universidad de California, en Los Angeles, y la Universidad de Pennsylvania, poseen actualmente analizadoras diferenciales. Otro tipo de calculadora de alta velocidad es la analizadora por red, un tipo especial de máquina, útil para resolver problemas de producción y transmisión eléctricas. Es posible convertirla en una compañía eléctrica en miniatura, con porciones que representen los generadores, las líneas transmisoras, y los consumidores. Puede calcularse el efecto que producirá agregar una nueva planta generadora al sistema, aun antes de que dicha planta se encuentre en proyecto.

¿Dónde va el próximo alambre? Este tablaro usado en la calculadora Mark II revela su complejo diseño.

También puede usarse la analizadora por red para resolver varios tipos de problemas mecánicos. Puede examinar los diseños de maquinaria y predecir cuál será la magnitud de la vibración probable. Una clase especial de analizadora por red, denominada analizadora termal, puede resolver problemas de flujos de calor, determinando por ejemplo si un tipo determinado de cañón de ametralladora resistirá el trabajo para que se proyecta. Puede computarse teóricamente el ritmo de fuego, el enfriamiento por agua, y la clase de metal para el cañón, aun antes de construirse el arma misma. Una de las analizadoras por red más conocidas, se encuentra en el Instituto Tecnológico de Illinois.
El último modelo de "máquina pensadora" es la calculadora de tipo electrónico. Esta computadora emplea bulbos de vacío y calcula literalmente con la velocidad del relámpago, en lugar de emplear un sistema de ruedas o engranes. La Marina, el Ejército, y la Oficina de Normas de los Estados Unidos, han invertido varios millones de dólares en estas máquinas.
La Marina Norte Americana ha patrocinado el trabajo del Dr. Howard Aiken en Harvard, quien ha desarrollado tres calculadoras: Mark I, de tipo mecánico, que usa ruedas contadoras; Mark II, de tipo de relevadores eléctricos, que se trasladó recientemente a los terrenos de pruebas navales de los Estados Unidos, en Dahlgren, Va.; y Mark III, una computadora Electrónica secreta, que aun no ha sido completada.


Disponiendo las cintas para computar un problema en la Mark II, que lo resolverá en pocos minutos.	Como una antigua pianola, esta calculadora de 100 toneladas recibe instrucciones en papel perforado.

Por su parte, el Ejército patrocina la labor del Dr. J. Presper Eckert, Jr., y del Dr. John Mauchly, relacionado anteriormente con la Universidad de Pennsylvania. Estos dos sabios crearon la ENIAC (Calculadora e Integradora Numérica Electrónica) que ha sido trasladada a los terrenos probadores de Aberdeen, del Ejército, en Aberdeen, Md. La ENIAC es la única computadora totalmente electrónica actualmente en funcionamiento. En el concepto general, ésta no es una máquina, pues las únicas partes movibles son los dispositivos para alimentar cifras en ella e imprimir los resultados numéricos.
No hace mucho tiempo, Eckert y Mauchly establecieron su propia compañía en Filadelfia, y actualmente trabajan con la UNIV AC, la BINAC, y otros tipos de computadoras. La UNIVAC, que es la única gran computadora diseñada para manipular información alfabética, pronto se hallará disponible para el comercio y la industria. La BINAC, en la cual se han construido dos modelos, es una calculadora más pequeña y sencilla, de precio bajo, que mide sólo 1.50 M. de altura, 1.20 M. de largo, y 30 cms. de ancho.
El Ejército también patrocina financieramente la labor del Dr. John von Neumann en el Instituto de Estudios Avanzados, en Princeton, N. J. El Dr. von Neumann está desarrollando una calculadora de tipo avanzado, del cual se dice jocosamente que podría llamarse MANIAC (Calculadora e Integradora Numerica y Mecánca) . Nota para el lector: En el idioma inglés, la palabra maniac significa "loco".
La Oficina de Normas de los Estados Unidos tiene en operación un programa de cuatro partes. Está levantando un Laboratorio de Cómputos, un Laboratorio de Ingeniería Estadística, y un Laboratorio de Desarrollo Mecánico, en Washington, D. C. En Los Angeles, ha organizado un Instituto para Análisis Numéricos en los terrenos de la Universidad de Los Angeles, para servir a las investigaciones e industrias del Oeste.
Los ingenieros y matemáticos se asemejan a los diseñadores de aviación. Poco después de concluir un modelo determinado, éste ya se considera anticuado por alguno nuevo en proceso de trazado. Mientras una calculadora como la ENIAC se encuentra equipada hoy con 18,000 bulbos de vacío y pesa 30 toneladas, las computadoras del futuro quizás sean de sólo 1000 tubos de vacío y pesen 1 1/2 toneladas.
A pesar de que los sabios no están nunca satisfechos con sus esfuerzos, se observa un resplandor de orgullo en sus ojos cuando contemplan las máquinas calculadoras electrónicas de alta velocidad, de hoy y del futuro.
Uno de ellos comenta la situación en esta forma: -Una sola de estas máquinas hace en pocas horas lo que un matemático humano no podría hacer con un millón de lápices y con un centenar de vidas a su disposición.-

Fuente: Revista Mecánica Popular - Volumen 4 - Mayo de 1949 - Número 5