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Ciencia

Los niños pequeños aprenden palabras igual que los perros ¿Podrían hacerlo las máquinas?

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MaxPixel, CC BY

Los algoritmos y procesos de inteligencia artificial (IA) han recibido un impulso muy grande en los últimos años. A ello han contribuido las grandes bases de datos, la potencia de los nuevos microprocesadores y la mayor comprensión del funcionamiento matemático.

Sin embargo, las técnicas que están más de moda, como el famoso deep-learning, ya están dando muestras de agotamiento. Además, cada vez más científicos defienden que hay que desarrollar nuevas herramientas. En palabras de Pedro Domingos, “llevamos empleando los mismos principios desde 1950”.

En los últimos años, la inspiración que ha hecho avanzar a la IA proviene de la neurociencia y la psicología. Hoy parece mentira, pero en su origen estas dos disciplinas iban de la mano. Sin embargo, según se fueron desarrollando y especializando, cada vez se separaron más y más.

Hoy es el día en que la combinación de ellas puede arrojar luz sobre nuevos algoritmos de IA. En el presente artículo, quiero demostrar un caso particular, entre muchos, de alianza entre disciplinas.

¿Cómo aprenden palabras nuevas los perros?


Estos animales emplean una técnica muy curiosa. Pensemos que en un experimento disponemos de tres objetos: los nombres de dos de ellos son conocidos por los canes (por ejemplo, pelota y peluche), y el del restante, no (zapatilla).

Si pedimos al perro que nos dé la zapatilla, ¿cómo distinguirá el objeto correcto? A modo de descarte, elegirá el cuerpo cuyo nombre desconoce. Si nuestra respuesta es positiva, en adelante él aprenderá que zapatilla es ese objeto de tela de colores y goma.

No es la única manera en la que los perros aprenden palabras nuevas. Los investigadores afirman que, en esta manera de aprender, los canes lo hacen impulsados por una confusión mental. Los psicólogos llaman a este fenómeno el principio de mutua exclusividad.

Nuestras mascotas no son las únicas que pueden manejar este principio. Se ha demostrado que los chimpancés y los niños pequeños también la emplean. En definitiva, se conoce desde hace mucho tiempo.

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La opinión mayoritaria de los científicos es que, debido a la complejidad del cerebro humano, la mutua exclusividad no es el único mecanismo que interviene en el aprendizaje de palabras. Pero no hay ninguna duda sobre su existencia. Basta con ver a un niño para entender que no existe aún ninguna máquina parecida a la mente de esa criatura.

Ahora bien, ¿cómo trasladamos esta habilidad a los algoritmos de IA tradicionales? Las redes neuronales actualmente carecen de mutua exclusividad, y de muchas más características del aprendizaje humano.

Por ejemplo, estas herramientas funcionan muy mal para aprender ideas nuevas sin borrar las antiguas. Tampoco para elaborar generalizaciones (si sabes conducir un modelo de coche, sabrás conducir el resto de modelos).

Por esta razón, se está tendiendo a integrar las aportaciones provenientes de la neurociencia y psicología. No tenemos ninguna certeza de que lleguemos a imitar perfectamente todo el aprendizaje humano. Pero ese es el tipo de respuestas que persigue cualquier labor de investigación.The Conversation

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Ciencia

Tips para una economía circular: Productos duraderos, reparables y reciclables

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Pixabay

En una sociedad desarrollada, el bienestar social se asocia a un poder adquisitivo suficiente para comprar bienes y servicios. Viviendas, coches, lavadoras, teléfonos móviles… Si a eso le sumamos que las poblaciones de países en vías de desarrollo quieren acceder (con todo el derecho) a una clase media igual o con las mismas oportunidades que la de los países más desarrollados, nos encontramos con un grave problema de escala global.

No existen suficientes recursos como para mantener a la población mundial. Solo los europeos necesitaríamos 2,8 planetas para satisfacer a la población con el ritmo y los patrones de consumo actuales.

La economía circular (EC) da respuesta a esto. Si los países más desarrollados dan ejemplo cambiando su manera de producir y consumir, los países en vías de desarrollo seguirán la misma senda. Un camino que generará más oportunidades de empleo y bienestar.

El papel de consumidores y productores


Todo comienza cuando el consumidor se encuentra un producto en el mercado y piensa que lo tiene que adquirir. Los patrones de consumo tienen un factor psicológico importante. En este sentido, se pueden distinguir diferentes tipos de compras:

  • Compras de primera necesidad. Como los alimentos, la ropa y el calzado.
  • Compras de comodidad o bienestar. Electrodomésticos, coches, ordenadores, móviles…
  • Compras impulsivas. Nuevamente ropa, calzado o nuevas tecnologías, por poner algunos ejemplos.

En cualquier caso, las políticas que abogan por modelos de consumo responsable hablan de actuar sobre los compradores. Pero no son los únicos implicados.

Si el mercado fuese pequeño, el poder de la demanda se impondría sobre la selección de productos ofertados. Con una población de 7 500 millones de personas que llegará a casi los 10 000 millones en el año 2050, la oferta gana a la demanda.

Podemos deducir, entonces, que los primeros pasos hacia una economía circular no corresponden solo a los consumidores, sino que exigen cambios en la producción de bienes y servicios.

Lo fundamental es acudir al principio. El ecodiseño consiste mejorar el diseño de los productos para facilitar su reutilización, su reciclado y para contribuir a que sean más fáciles de reparar o más duraderos. Esto conlleva un ahorro de recursos, fomenta de la innovación y amplia la oferta disponible para el consumidor.

De acuerdo a los principios del ecodiseño, los productos deberían asumir una serie de valores, muchos de ellos asumidos hace años, pero olvidados en la actualidad.

Reparabilidad


Una de las claves es diseñar productos que sean duraderos y fácilmente reparables, es decir, desmontables, incluso por el mismo usuario. En muchos casos actuales es más caro reparar ciertos productos (como los electrónicos) que comprar uno nuevo. El despilfarro de materiales valiosos es evidente.

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Cuando se llama a un reparador, el precio del servicio depende de los siguientes factores:

Pr = Ppieza + Pvisita + Pmano obra + IVA

Pr: precio de la reparación.

Ppieza: precio de la pieza para el consumidor = precio coste + % beneficio.

Pvisita: precio de la visita = (coste del transporte + tiempo del operario in itinere).

Pmano de obra: precio del arreglo, en función del tiempo que emplea el operario.

Si queremos disminuir el coste de la reparación, ¿dónde se puede actuar a través de la EC?:

  1. En el precio de la pieza. Se pueden abaratar los costes de producción de las piezas manteniendo el % de beneficio, si se fabrican de forma modular y con materiales reciclados.
  2. En el precio de la visita. Es posible disminuir sensiblemente los costes asociados, si el fabricante o proveedor utiliza vehículos eléctricos o de bajo consumo o usa servicios multiasistencia, más distribuidos en el territorio.
  3. En el precio de la mano de obra. Si se diseña el producto de cara a mejorar su reparabilidad, el tiempo de reparación será menor y se podrá dar servicio con más frecuencia a otros consumidores.
  4. En el IVA. Se puede aplicar un IVA reducido para las reparaciones y la utilización de piezas fabricadas con materiales reciclados. Con este sistema, nadie pierde y gana la naturaleza.

Reciclabilidad


El diseño de un producto debe asegurar, además de su durabilidad y reparabilidad, que sea fácilmente desmontable. Esto facilitará la reutilización de sus piezas y su reciclabilidad en la fase de final de su vida útil.

De esta forma, disminuirán los costes finales y se fomentará el sistema de responsabilidad ampliada del productor. El propio productor se hace cargo del producto al final de su vida útil para aprovechar todos aquellos elementos que puedan reintroducirse en el sistema productivo.

Por ejemplo, un fabricante de móviles puede diseñar sin problema su producto de manera que al final de su vida útil pueda recuperarlo de manos del consumidor y extraer piezas o materiales valiosos para reutilizarlos en la fabricación de nuevos terminales.

Cambiar y mejorar los procesos de producción es factible. De este modo, se utilizan más eficazmente los recursos y se generen menos residuos. Esto puede crear oportunidades empresariales y estimular la innovación y el empleo, a la vez que se protege el medio ambiente.

 

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
The Conversation

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Cómo podemos ahorrar el agua que derrochamos cada día

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Alrededor del 90 % del agua que consumimos se utiliza para producir alimentos. Por lo tanto, son importantes unos sistemas de producción agrícolas adecuados y una buena elección de productos por parte de los consumidores.


El agua invisible utilizada en el proceso de producción de un bien cualquiera (agrícola, alimenticio o industrial) se denomina “huella hídrica”. Según datos de la Red de la Huella Hídrica (Water Footprint Network), para producir un kilo de legumbres se necesitan de media unos 3 000 litros de agua. Un kilo de ternera requiere de 15 000 litros de agua, pues hay que contabilizar la cantidad de agua que ha bebido el animal, el forraje que ha comido y los servicios que ha necesitado a lo largo de su vida (limpieza, veterinaria).

La distribución de la huella hídrica en los cultivos y ganadería varía mucho según el lugar, época del año, variedad y sistema de producción. Esto nos proporciona una excelente base de datos de partida para tener en cuenta el uso oculto del agua.

Cantidades de agua (litros) para producir una unidad de algunos bienes. Water Footprint Network (2018)

Una reciente publicación de la Comisión Europea en la revista Nature sobre la huella hídrica de las dietas en los principales países europeos (Reino Unido, Francia y Alemania) pone de manifiesto que un cambio en la dieta actual, con exceso de azúcares, grasas y carne, hacia una dieta saludable recomendada no solo es bueno para la salud. También reduce sustancialmente el consumo de recursos hídricos en unos rangos que van del 11 al 35 % al cambiar a una dieta saludable con carne, del 33 al 55 % a una dieta saludable basada en pescado y del 35 al 55 % al hacerlo a una dieta saludable vegetariana.

El enfoque que nos ofrece la huella hídrica ha generado un cambio de paradigma en la gestión de los recursos hídricos y la sostenibilidad del agua en este planeta azul. Proporciona otra manera de entender los usos del agua y deja clara la diferencia entre el uso directo en los domicilios y las fábricas, y el uso indirecto, relacionado con la materia prima agrícola y notablemente mayor.

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Huella hídrica directa e indirecta. Aquapath-project

¿Qué podemos hacer?


Las opciones que tenemos para optimizar el uso del agua son variadas, tal y como plantea esta guía de Grace Communications. He aquí un breve resumen.

Opciones alimentarias:

  • Reducir el desperdicio de alimentos. La comida desperdiciada se suma a la energía y al agua desperdiciadas.
  • Probar el “lunes sin carne”. La producción de carne requiere más agua y combustibles fósiles que las verduras y los granos. Por lo tanto, omitir su consumo un solo día a la semana puede reducir nuestra huella hídrica y energética.
  • Apoyar la agricultura sostenible. En lo posible, compre alimentos de granjas sostenibles que minimicen el uso de pesticidas peligrosos y fertilizantes sintéticos. Esto reduce el uso energético y protege los cursos de agua de ser contaminados.

Opciones hídricas:

  • Ahorrar agua ahorra energía. Al utilizar menos agua en el hogar (mediante, por ejemplo, el uso de cabezales de ducha de bajo flujo y la reparación de fugas), una menor cantidad de agua va por el desagüe y debe ser canalizada y depurada en una planta de tratamiento.
  • Comprar menos cosas. La reutilización y reciclaje de los productos puede reducir nuestro uso de agua indirecto, lo que podría disminuir nuestro impacto en los recursos alimentarios y energéticos.
  • Decir no al agua embotellada. En 2006, se requirió el equivalente a más de 17 millones de barriles de petróleo para producir el plástico del agua embotellada en Estados Unidos.

Opciones energéticas:

  • Ser eficientes. Compre productos energéticamente eficientes (busque la etiqueta Energy Star) cuando reemplace sus electrodomésticos antiguos. Ahorrará energía y agua.
  • Fomentar la energía renovable. Los paneles solares eléctricos y muchos otros sistemas eléctricos renovables requieren poca o ninguna agua, a diferencia de las centrales eléctricas convencionales.
  • Cambiar a una fuente de energía verde. Elija opciones de energía verde disponibles a través de su compañía.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

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Científicos españoles encuentran nueva forma de combatir la anemia de Fanconi

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📷 Pixabay | Contexto

Los padres de Pedro recibieron la noticia: su hijo de 5 años tenía anemia de Fanconi. Habían tenido que visitar hasta 5 hospitales para poder hallar la respuesta. Es una enfermedad terrible, devastadora y desesperante para cualquier familia y paciente.


La anemia de Fanconi es una enfermedad rara o poco frecuente, es decir, que afecta a un pequeño número de personas. Se caracteriza por un fallo de la médula ósea y predisposición al cáncer que se manifiesta en la mayor parte de los pacientes por la deficiente producción de células sanguíneas a edades muy tempranas. Algunos pueden ser tratados mediante el trasplante de células madre sanguíneas, pero muchas circunstancias tienen que coincidir: principalmente la suerte de tener un donante sano histocompatible. No es el caso de Pedro.

Sus padres, sin embargo, conocieron a otros progenitores en las mismas circunstancias. Los médicos les hablaron de la Asociación Española de Anemia de Fanconi, que fue creada en el año 2003 por algunos familiares de pacientes, junto con médicos e investigadores especializados en esta enfermedad. Gracias a la Asociación, que hace poco se convirtió en la Fundación Anemia de Fanconi, los padres de Pedro aprendieron un poco más de la enfermedad y, lo que es más importante, conocieron a las personas que les pueden ayudar a curar a su hijo.

Juan Bueren, director de la División de Terapias Innovadoras del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) de Madrid, es una de esas personas. Trabajar con una enfermedad rara de la que no se sabía casi nada hace 20 años no es fácil, pero recientemente el trabajo dio sus frutos. Un estudio publicado este mes en la revista Nature Medicine por Bueren y su equipo reveló una posible nueva terapia para pacientes con anemia de Fanconi que carecen de un donante de médula ósea y que tienen mutaciones en el gen más comúnmente afectado, el FANCA.

El tratamiento consiste en recoger las células madre de la propia sangre del paciente a través de un procedimiento denominado aféresis. En segundo lugar, se inserta la versión correcta del gen defectuoso en dichas células a través de un virus modificado. El proceso se realiza en un día. Finalmente, las células corregidas se reinfunden en el paciente, sin que este reciba ningún tratamiento de quimioterapia como el que se usa en los trasplantes con células de un donante sano.

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Mutaciones contra mutaciones


Otro miembro del equipo de Bueren que ha contribuido significativamente al conocimiento de la anemia de Fanconi es Paula Río. La investigadora ha publicado el 19 de septiembre en la revista Cell Stem Cell los resultados de una investigación preclínica que corrige de otro modo distinto el defecto genético de la enfermedad.

En este caso se utiliza la conocida herramienta de edición genética CRISPR, que permite modificar el genoma mediante el corte en el ADN de las regiones deseadas y su posterior reparación por mecanismos naturales. En el caso de las células madre de la sangre, los cortes se reparan por el proceso llamado NHEJ, que con frecuencia introduce cambios en la secuencia, lo cual generalmente produce efectos indeseables en las células.

Paradójicamente, en este trabajo se demuestra que la generación de nuevas mutaciones dirigidas en células madre de pacientes con anemia de Fanconi constituye un procedimiento extraordinariamente sencillo que puede compensar de manera eficaz las mutaciones iniciales responsables de la enfermedad de estas células.

Con ello se restauran las propiedades que caracterizan a una célula madre sana, tal como son su elevada capacidad de división y su capacidad para reparar lesiones producidas por compuestos que dañan el ADN. Por su simplicidad y eficacia, esta estrategia podría utilizarse para el tratamiento de esta y otras enfermedades que afectan a las células madre de la sangre.

Todavía hay mucho trabajo por delante. Con suerte y tiempo, Pedro y muchos otros pacientes sin donantes de médula ósea histocompatible podrían tener una posibilidad de cura.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
The Conversation

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