Video Documental Inteligencia Artificial

"La inteligencia es útil para todo suficiente para nada" una reflexión del filosofo suizo Henri Frédéric Amiel.

Áreas de Aplicación de la Inteligencia Artificial (IA)

 

La Inteligencia Artificial (IA) a medida del tiempo ha ido creciendo, y poco a poco se fue implementando en diversas áreas debido a su gran aceptación en el campo laboral ya que facilita ciertas tareas de los humanos y reduce los costos, algunas de estas áreas son las siguientes:

1. Inteligencia Artificial en la Robótica : Se podría decir que la rama de la robótica va de la mano con la IA ya que expresa muy detalladamente la misma, y siempre se acostumbra a vincular ambas ciencias. Un robot es la representación más precisa de lo que es la inteligencia artificial.

   • Los robots son dispositivos compuestos de censores que reciben datos de entrada que manda una Pc, la cual ordena al robot que efectúe una determinada acción. Hoy en día, una de las finalidades de la construcción de robots es su intervención con rapidez, calidad y precisión en los procesos de fabricación encargados de realizar trabajos repetitivos en la fabricación. 
     
     
     

2. Inteligencia Artificial en el Espacio: Cuando hablamos del espacio tendemos a relacionar
   inteligencia con robots, y esto se debe a que en los últimos años la NASA ha tenido la necesidad de realizar estudios más profundos en otras partes del Universo, por eso ha mezclado ambos términos logrando conseguir esa información a través de máquinas razonables. Mayormente usan carros robots con cámaras y micrófonos que le permitan al mismo introducirse en lugares de difícil acceso sustrayendo los datos necesarios para el estudio requerido.
   
    

3. IA en muchos aspectos de la Ingeniería: Diagnóstico de fallos, sistemas  inteligentes de control, sistemas inteligentes de fabricación, ayuda inteligente al  diseño, sistemas integrados de ventas, diseño, producción, mantenimiento,  herramientas de configuración expertas. IA en la ingeniería  de software incluye síntesis de programas, verificación, depuración, prueba y monitorización de software.

4. Inteligencia Artificial en los Sistemas Expertos: Los sistemas expertos constituyen una instrumentalización de la IA muy útil. Son sistemas que acumulan el saber perfectamente estructurado, de tal manera que sea posible obtenerlo gradualmente según las situaciones.

   • Un sistema experto no es una biblioteca que aporta información, sino un consejero o especialista en una materia, de ahí que aporte saber, consejo experimentado.

   • Un sistema experto es un sofisticado programa de Pc. Posee en su memoria y en su estructura una amplia cantidad de saber y sobre todo estrategias para depurarlo y ofrecerlo según los requerimientos.

5. Inteligencia Artificial en el Procesamiento del Lenguaje Natural: Este objetivo consiste en que las máquinas computacionales y sus aplicaciones en robótica, puedan comunicarse con las personas sin ninguna dificultad de comprensión, ya sea oralmente o por escrito. Aquí encontramos la realización de un sueño largamente alimentado: hablar con las máquinas y que éstas entiendan nuestra lengua y también, que se hagan entender en nuestra lengua.
   
   

6. Inteligencia Artificial en Redes Neuronales:  Las redes neuronales son programas de la AI capaces de simular algunas de las funciones de aprendizaje del ser humano, su ventaja es resolver problemas que son demasiado complejos para tecnologías convencionales, problemas que no tienen un algoritmo de solución.

   • En general, a causa de su abstracción del cerebro biológico, las Redes Neuronales Artificiales son aptas para resolver problemas que las personas pueden resolver, pero las computadoras no pueden.
     
     

7. Inteligencia Artificial en la Medicina: Esta ciencia tan importante como lo es la medicina a tenido la necesidad de incluir la IA en su campo ya que se han desarrollado máquinas que interpretan imágenes médicas, controlan las unidades de cuidados intensivos, monitorean a los pacientes y realizan diagnósticos.

   • Además se han creado máquinas que a su vez crean diseños de prótesis, hasta sistemas expertos que colaboran a los médicos en cualquier actividad a la cual le fue asignada. Actualmente se han desarrollado máquinas que detectan las enfermedades posibles a mediano plazo de un paciente, y así prevenir muchas de ellas.
     
     

8. Inteligencia Artificial en la Gestión de Información: Esta parte es fundamental ya que la IA nos permite extraer información muy difícil de encontrar o quizás que requiera de mucho esfuerzo para conseguirla, un ejemplo de ello son los rastreos web, filtrado de correos y la minería de los datos.

9. Inteligencia Artificial en el comercio: Internet ha permitido que una de las áreas de mayor crecimiento en cuanto al número de aplicaciones desarrolladas sea el comercio, especialmente el comercio electrónico y el uso de agentes software de distintas clases para proporcionar, buscar, analizar o interpretar información, tomar decisiones, negociar con otros agentes, etc.
   
    

10. Inteligencia Artificial en la Educación: En el campo de la educación se ha hecho necesario
    incluir la IA debido al gran trabajo que generan extensas cantidades de estudiantes, ya que se han implantado sistemas de gestiones de estudiantes para reducir es estrés que genera la misma, como también otro tipo de sistemas que puedan percibir las deficiencias de un estudiante y ayudar en su desenvolvimiento.
    
    
     

11. Inteligencia Artificial en el Entretenimiento: La IA en los videojuegos es cada vez más indispensable tanto en consolas como en ordenadores aunque los usuarios no la distingan debido a que está muy implícita, la podemos ver reflejada en los famosos avatares, comiquitas y textos.
    
    

12. Inteligencia Artificial en la Matemática: Aunque no se pueda ver a simple vista, todos esos sistemas que complementan el estudio de la materia forman parte de la inteligencia artificial.

13. IA en la Gestión del Tráfico, Diseño Urbano y Arquitectura: Aquí la inteligencia artificial ha realizado aportes como la colaboración para resolver los distintos problemas de diseño que presentan múltiples restricciones, como también predecir el comportamiento de las personas en los nuevos entornos.

14. Inteligencia Artificial en Instituciones Militares: Ahora vemos a la IA desempeñando un papel más importante ya que de ella pudiera depender mucho la integridad de una nación a través de todos sus mecanismos empleados con la total cobertura que requiere la misma, que va desde armamento inteligente hasta simples sistemas expertos.
    
    
    

Así como en estas áreas mencionadas previamente se lograron vincular con la inteligencia artificial, se pudieran seguir relacionando muchas más áreas….!!!   

LA IA y Elementos - Niveles - Objetivos - Ventajas - Desventajas

 

La Inteligencia Artificial es una rama de la ciencia de la computación que comprende el estudio y creación de sistemas computarizados que manifiestan cierta forma de inteligencia: sistemas que aprenden nuevos conceptos y tareas, sistemas que pueden razonar y derivar conclusiones útiles acerca del mundo que nos rodea, sistemas que pueden comprender un lenguaje natural o percibir y comprender una escena visual, y sistemas que realizan otro tipo de actividades que requieren de inteligencia humana.

ELEMENTOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL                                                                                           

La IA consiste en la asimilación de los procesos inductivos y deductivos del cerebro humano. Este intento de imitación se enfrenta a duras restricciones del hardware.

Sea cual sea la aplicación de que se trate, la IA se sustenta sobre los dos elementos siguientes:

1. Estrategias de comportamiento inteligente.- Se conjuga en la disposición de reglas para formular buenas inferencias o conjeturas también, en su utilidad para la búsqueda de una solución a la tarea planteada. De esta forma, las estrategias son la parte estructural.
2. Saber.- Significa lo material o el contenido, varía en cada caso de un modo más profundo; se trata del saber. En realidad, no se puede pretender reunir el saber, sino los saberes. Por ejemplo, cada sistema experto posee en memoria todos los conocimientos distintivos que tendría un especialista en la materia- El saber que se recoge tiene un carácter especializado y alcanza un volumen conceptual considerable.

Estos elementos forman una construcción coherente: su forma y contenido, estructura y materia.

 

NIVELES DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL                                                                                                 

La estructura que presenta un sistema de información inteligente consta de tres niveles perfectamente integrados en una súper arquitectura microelectrónica. Éstos son:

1. Nivel externo.- Sirve para relacionar a la máquina con el medio y el ser humano. Este nivel está integrado por el tratamiento del lenguaje natural y el tratamiento de faz imágenes.
2. Nivel medio.- En él se halla el sistema de resolución de problemas. La instrumentalización de esa capacidad se realiza mediante los sistemas expertos, que se configuran de acuerdo a las estrategias de operación y una base de conocimientos relacionados.
3. Nivel profundo.- Este último nivel corre paralelo a las funciones más profundas del cerebro, se sitúa la capacidad de aprender de la máquina. Finalmente, este nivel está constituido por la base de conocimientos generales y la flexibilidad para ampliarse por sí misma.

 

OBJETIVOS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL                                                                                           

• Diseñar y construir aplicaciones computacionales de nivel superior.
• Resolver problemas difíciles.
• Generar herramientas para la construcción de aplicaciones de inteligencia artificial.
• Ayudar a los expertos a analizar y diseñar.
• Generar máquinas que faciliten la construcción de aplicaciones de inteligencia artificial.

 

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL                                                                 

VENTAJAS

• En el ámbito laboral reduce los costos y salarios adicionales.
• Por resultar un atractivo, conlleva a generar más ingresos.
• Se han desarrollado aplicaciones que realizan tareas que el hombre nunca hubiera podido realizar debido a su complejidad.
• Puede predecir situaciones a largo plazo.
• Reduce el tiempo que consume realizar cierta actividad.
• Lograr grandes hallazgos y avances.

 

 

DESVENTAJAS

• Por ser software, requieren de constantes actualizaciones (mantenimiento).
• Realizar estos sistemas expertos requiere de mucho tiempo y dinero.
• Crear máquinas que sean autosuficientes y puedan ir desplazando a la raza humana.
• El uso irracional y exagerado de esta tecnología podría conllevar a la dominación de las máquinas sobre el hombre, como también llegar a depender mucho de ellas.
• El hombre se siente menos importante cuando una máquina o un sistema “lo supera”.

Inteligencia Artificial – Categorías - Sentimientos

 

Es una combinación de la ciencia del computador, la fisiología y la filosofía, tan general y amplio, es que reúne varios campos como la robótica, sistemas expertos, todos ellos tienen en común la creación de máquinas que pueden pensar.

En ciencias de la computación se denomina inteligencia artificial a la capacidad de razonar de un agente no vivo.

John McCarthy, en 1956 la definió: "Es la ciencia e ingenio de hacer máquinas inteligentes, especialmente programas de cómputo inteligentes”.

• Búsqueda del estado requerido en el conjunto de los estados producidos por las acciones posibles.
• Algoritmos genéticos (proceso de evolución de las cadenas de ADN).
• Redes neuronales artificiales (funcionamiento físico del cerebro de animales y humanos).
• Razonamiento mediante una lógica formal análogo al pensamiento abstracto humano.

Los sistemas de IA actualmente son parte de la rutina en campos como economía, medicina, ingeniería y la milicia, y se ha usado en gran variedad de aplicaciones de software, juegos de estrategia como ajedrez de computador y otros videojuegos.

CATEGORÍAS DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL                                                                        

La Inteligencia Artificial puede verse de diferentes puntos de vistas o distintos ángulos y por eso se hace necesario clasificarlos para estudiar cada parte.

ESCUELAS DE PENSAMIENTO                                                                                                         

La IA se divide en dos escuelas de pensamiento:

INTELIGENCIA ARTIFICIAL CONVENCIONAL

Se conoce también como IA simbólico-deductiva. Está basada en el análisis formal y estadístico del comportamiento humano ante diferentes problemas:

• Razonamiento basado en casos: Ayuda a tomar decisiones mientras se resuelven ciertos problemas concretos y, aparte de que son muy importantes, requieren de un buen funcionamiento.
• Sistemas expertos: Infieren una solución a través del conocimiento previo del contexto en que se aplica y ocupa de ciertas reglas o relaciones.
• Redes bayesianas: Propone soluciones mediante inferencia probabilística.
• Inteligencia artificial basada en comportamientos: Esta inteligencia tiene autonomía y pueden auto-regularse y controlarse para mejorar.
• Smart process management: Facilita la toma de decisiones complejas, proponiendo una solución a un determinado problema al igual que lo haría un especialista en la actividad.

INTELIGENCIA ARTIFICIAL COMPUTACIONAL

La Inteligencia Computacional también conocida como IA subsimbólica-inductiva implica desarrollo o aprendizaje interactivo por ejemplo, modificaciones interactivas de los parámetros en sistemas conexionistas. El aprendizaje se realiza basándose en datos empíricos.

LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y LOS SENTIMIENTOS                                                               

El concepto de IA es aún demasiado difuso. Teniendo en cuenta un punto de vista científico, se podría englobar a esta ciencia como la encargada de imitar una persona, y no su cuerpo, sino imitar al cerebro, en todas sus funciones, existentes en el humano.

Aunque, por el momento los investigadores de la inteligencia artificial se centran sólo en el aspecto racional, muchos de ellos consideran la posibilidad de incorporar componentes «emotivos» como indicadores de estado, a fin de aumentar la eficacia de los sistemas inteligentes.

Al tener «sentimientos» y «motivaciones», podrán actuar de acuerdo con sus «intenciones» Así, se podría equipar a un robot con dispositivos que controlen su medio interno; por ejemplo, que «sientan hambre» al detectar que su nivel de energía está descendiendo o que «sientan miedo» cuando aquel esté demasiado bajo. Esta señal podría interrumpir los procesos de alto nivel y obligar al robot a conseguir el preciado elemento. Incluso se podría introducir el «dolor» o el «sufrimiento físico», a fin de evitar las torpezas de funcionamiento.

Esto significa que los sistemas inteligentes deben ser dotados con mecanismos de retroalimentación que les permitan tener conocimiento de estados internos, igual que sucede con los humanos que disponen de propiocepción, interocepción, nocicepción, etc. Esto es fundamental tanto para tomar decisiones como para conservar su propia integridad y seguridad.

A los sistemas inteligentes el no tener en cuenta elementos emocionales les permite no olvidar la meta que deben alcanzar. En los humanos el olvido o abandonar las metas por perturbaciones emocionales es un problema. Los sistemas inteligentes, al combinar una memoria durable, una asignación de metas o motivación, junto a la toma de decisiones y asignación de prioridades con base en estados actuales logran un comportamiento en extremo eficiente, especialmente ante problemas complejos y peligrosos.

Paginadores en Linux

 

Herramientas que toman como entrada un texto cualquiera que ocupa varias pantallas y van mostrando esta información pantalla a pantalla.

1. COMANDO less: El comando less se usa para mostrar texto en la pantalla del terminal. Sólo muestra el texto del archivo dado, no puedes editar o manipular el texto. Para mostrar el archivo desde la línea especificada, introduce el número de línea seguido de dos puntos (:). Permite movimiento hacia adelante y hacia detrás en el archivo.
   • SINTAXIS:
     
     La sintaxis es:   less [opciones] nombre_de_archivo
     
     
   • OPCIONES:
     
     

     - c	Limpia la pantalla antes de mostrar.
     + n	Inicia el archivo desde el número dado.
     : p	Examina el archivo previo en la lista de línea de comandos.
     : d	Elimina el archivo actual de la lista de archivos.

      
   • EJEMPLO:
     
     less   +3   index.php  (Muestra el archivo empezando por la tercera línea).
     
     
2.  COMANDO more: El comando more se usa para mostrar texto en la pantalla del terminal. Permite sólo movimiento hacia detrás.
• SINTAXIS:
  
  La sintaxis es: more [opciones] nombre_archivo
  
• OPCIONES:
  
  

  -c	Limpia la pantalla antes de mostrar.
  -e	Salir inmediatamente después de escribir la última línea del último archivo en la lista de argumentos.
  -n	Especifica cuántas líneas se muestran en la pantalla para un archivo dado.
  +n	Inicia el archivo desde el número dado.

    
• EJEMPLO:
  more   - c   index.php  (Limpia la pantalla antes de mostrar el archivo).
  more   - 3   index.php  (Muestra las tres primeras líneas del archivo especificado). Presiona Enter para mostrar el archivo línea a línea.

 

Comandos básicos adicionales para la lectura de archivos de texto

Ya conoce algunos comandos básicos del intérprete de comandos de la shell para la lectura de archivos por los editores de texto. Aquí tiene algunos más.

1. El comando head: Puede utilizar el comando head en caso de que desee ir al inicio de un archivo.
• El comando es: head <filename>
  
  head puede ser muy útil, pero como está limitado a las primeras líneas, no podrá ver el largo del archivo. Por defecto, sólo puede leer las primeras diez líneas de un archivo, aunque puede cambiar este número especificándolo, como en el comando a continuación:
  
                                                  head –20  <filename>
  

2. El comando tail: El contrario de head es tail. Usando tail, puede volver a ver las diez últimas líneas de un archivo. Esto puede ser muy útil para ver las últimas líneas de un archivo de registro y así ver los mensajes importantes del sistema.

• También puede usar tail para vigilar cómo se actualizan los archivos de registro (log). Usando la opción – f

• tail imprimirá automáticamente los nuevos mensajes desde un archivo abierto a la pantalla en tiempo real. Por ejemplo, para vigilar activamente /var/log/messages, escriba lo siguiente en el intérprete de comandos shell como usuario root:
  
                                                tail -f /var/log/messages

3. El comando grep: El comando grep es útil para encontrar una cadena de caracteres específica en un archivo. Por ejemplo, si quiere encontrar cada referencia que se haya hecho a "coffee" en el archivo sneakers.txt, debería escribir:
   
                                                         grep coffee sneakers.txt
   

• Verá cada una de las líneas donde aparece la palabra "coffee".

 

 

 

Comandos #7: NETSTAT

 

Se llama netstat, aunque se trata en realidad de una colección de herramientas combinadas. Es una herramienta útil para comprobar la configuración y actividad de red.

1. man netstat : Muestra el manual de netstat. Como veremos a continuación un video con imágenes del manual completo capturadas desde mi S.O CentOs. Lo puedes ver en línea o si gustas lo descargas comprimido en .zip mediante skydrive.live.com

 

Manual del comando netstat VER PRESENTACIÓN DESCARGAR TODO

 

Muestra las conexiones o estados de puertos tantos como UDP y TCP. A este comando se le puede agregar modificadores:

1. netstat  -pu : Estado de puertos con protocolos UDP (recibe).
   
   
   
2. netstat  -pt  : Estado de puertos con protocolos TCP (envía).
   
   

 

En este estado podemos ver la conexión que se da del router a la maquina cliente.

1. netstat  - n : Muestra las conexiones como números. El indicador –n hace que el comando netstat imprima las direcciones IP en notación de cuaterna en vez de usar los nombres simbólicos de las máquinas o las redes. Esto es especialmente útil si pretende evitar consultas para esos nombres a través de la red (por ejemplo consultas a un servidor DNS o NIS).
   
   

En este estado consultamos las estadísticas de una interfaz

1. netstat  - a : Ver todas las conexiones.
   
2. netstat  - i : Interfaces conectadas. Con en el indicador – i se presenta las estadísticas para las interfaces de red configuradas en ese momento. Si también se pasa la opción -a, mostrará todas las interfaces presentes en el núcleo, y no sólo aquellas que hayan sido configuradas. Sería algo así:
   
   
   
• Los campos MTU y Met muestran los valores actuales de MTU y de métrica para esa interfaz.
• Las columnas RX y TX muestran cuántos paquetes han sido recibidos o transmitidos sin errores (RX-OK/TX-OK) o dañados (RX-ERR/TX-ERR); cuántos fueron descartados (RX-DRP/TX-DRP); y cuántos se perdieron por un desbordamiento. (RX-OVR/TX-OVR).
• La última columna muestra los indicadores activos para cada interface. Son abreviaturas del nombre completo del indicador, que se muestran con la configuración de la interfaz que ofrece ifconfig:
  

B  =  Dirección de difusión activa.

M  =  Se reciben todos los paquetes (modo promiscuo).

U   =  La interfaz está activa

L   =  La interfaz es un dispositivo de lazo.

R   =  La interfaz funciona.

 

3. netstat  - ie : Interfaces conectadas e información extendida.
   
   

Otros:

1. netstat  - l : Muestra elementos ‘escucha’ (eventos).
   
   
   
   

Por una fuente externa ( http://www.tele-centros.org/tc-toolkit2.0/fuente/garl2/x-087-2-iface.netstat.html ) encontramos lo siguiente:

Mostrar Conexiones

netstat ofrece una serie de opciones para mostrar los puertos activos o pasivos. Las opciones -t, -u, -w, y -x muestran conexiones activas a puertos TCP, UDP, RAW, o Unix. Si incluye además el indicador -a, se mostrarán también los puertos que estén esperando una conexión (es decir, que estén escuchando). Esto le dará una lista de todos los servidores que estén corriendo actualmente en su sistema.

Llamar a netstat –ta en vlager se produce esta salida:

Esta salida muestra que la mayoría de los servidores están simplemente esperando una conexión externa. Sin embargo, la cuarta línea muestra una conexión smtp desde vstout, y la sexta línea le indica que usted está haciendo una conexión telnet a vbardolino.

El indicador –a por sí sólo indicará todos los sockets de todo tipo.

 

GRACIAS..!!!    

Video Documental Expresión Gráfica

Un poco de historia sobre la Ingeniería Gráfica.... 

Sistemas CAD/CAM/CAE

 

5. Ingeniería Gráfica y los Sistemas, Aplicaciones o Tecnologías CAD-CAM-CAE     

5.1 CAD (Diseño asistido por computadora - Computer Aided Design)

Es un sistema que permite el diseño de objetos por computadora, presentando múltiples ventajas como la interactividad y facilidad de crear nuevos diseños, la posibilidad de simular el comportamiento del modelo antes de la construcción del prototipo, modificando, si es necesario, sus parámetros; la generación de planos con todo tipo de vistas, detalles y secciones, y la posibilidad de conexión con un sistema de fabricación asistida por computadora para la mecanización automática de un prototipo. También permite el diseño de objetos tridimensionales como diseño de piezas mecánicas, diseño de obras civiles, arquitectura, urbanismo, etc.

Las mejoras que se alcanzan son:

• Mejora en la representación gráfica del objeto diseñado: con el CAD el modelo puede aparecer en la pantalla como una imagen realista, en movimiento, y observable desde distintos puntos de vista. Cuando se desee, un dispositivo de impresión (plotter) proporciona una copia en papel de una vista del modelo geométrico.
• Mejora en el proceso de diseño: se pueden visualizar detalles del modelo, comprobar colisiones entre piezas, interrogar sobre distancias, pesos, inercias, etc. En conclusión, se optimiza el proceso de creación de un nuevo producto reduciendo costes, ganando calidad y disminuyendo el tiempo de diseño.

 

Figura N° 6

5.1 CAM (Fabricación asistida por computadora - Computer Aided Manufacturing)

Es un sistema que permite usar computadoras en el proceso de control de fabricación industrial, buscando su automatización. En un sistema moderno, la automatización abarca el proceso de transporte, almacenamiento, mecanizado o conformado, montaje y expedición del producto.

La ingeniería CAM hace referencia concretamente a aquellos sistemas informáticos que ayudan a generar los programas de Control Numérico necesarios para fabricar las piezas en máquinas con CNC. Algunos sistemas CAM disponen de herramientas CAD que permiten al usuario introducir directamente la geometría de la pieza, si bien en general no son tan ágiles como las herramientas de un sistema propiamente de CAD .

La utilización más inmediata del CAM en un proceso de ingeniería inversa es para obtener prototipos, los cuales se utilizan para verificar la bondad de las superficies creadas cuando éstas son criticas. Desde el punto de vista de la ingeniería concurrente es posible, por ejemplo, empezar el diseño y fabricación de parte del molde simultáneamente al diseño de la pieza que se quiere obtener con el molde, partiendo de la superficie externa de la pieza mientras aún se está diseñando la parte interna de la misma.

 

Figura N° 7

5.3 CAE (Ingeniería Asistida por Computadora - Computer Aided Engineering)

Es el uso de software computacional para simular desempeño y así poder hacer mejoras a los diseños de productos o bien apoyar a la resolución de problemas de ingeniería para una amplia gama de industrias.  Esto incluye la simulación, validación y optimización de productos, procesos y herramientas de manufactura.

Un proceso típico de CAE incluyen pasos de pre-procesado, solución y post-procesado. En la fase de pre-procesado, los ingenieros modelan la geometría y las propiedades físicas del diseño, así como el ambiente en forma de cargas y restricciones aplicadas. En la fase de post-procesado, los resultados se presentan al ingeniero para su revisión.

Figura N° 8

Las aplicaciones CAE soportar una gran variedad de disciplinas y fenómenos de la ingeniería incluyendo:

• Análisis de estrés y dinámica de componentes y ensambles utilizando el análisis de elementos finitos (FEA).
• Análisis Termal y de fluidos utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD).
• Análisis de Cinemática y de dinámica de mecanismos (Dinámica multicuerpos).
• Simulación mecánica de eventos (MES).
• Análisis de control de sistemas.
• Simulación de procesos de manufactura como forja, moldes y troquelados.
• Optimización del proceso del producto.

Beneficios de CAE

Los beneficios de software de tipo CAE incluyen reducción del tiempo y costo de desarrollo de productos, con mayor calidad y durabilidad del producto.

• Las decisiones sobre el diseño se toman con base en el impacto del desempeño del producto.
• Los diseños pueden evaluarse y refinarse utilizando simulaciones computarizadas en lugar de hacer pruebas a prototipos físicos, ahorrando tiempo y dinero.
• Aplicaciones CAE brindan conocimientos sobre el desempeño más temprano en el proceso de desarrollo, cuando los cambios al diseño son menos costosos de hacer.
• Aplicaciones CAE apoyan a los equipos de ingeniería a administrar riesgos y comprender las implicaciones en el desempeño de sus diseños.
• La exposición de garantía es reducida al identificar y eliminar problemas potenciales. Cuando integrado al producto y desarrollo de la manufactura, CAE puede facilitar desde etapas tempranas la resolución de problemas, lo que puede reducir dramáticamente los costos asociados al ciclo de vida del producto.

 

6. CAD/CAM en el Proceso de Diseño y Fabricación                                                    

En la práctica, el CAD/CAM se utiliza de distintas formas, para producción de dibujos y diseño de documentos, animación por computador, análisis de ingeniería, control de procesos, control de calidad, etc. Por tanto, las técnicas CAD/CAM, las etapas que abarca y las herramientas actuales y futuras, se hace necesario estudiar las distintas actividades y etapas que deben realizarse en el diseño y fabricación de un producto.

Para referirnos a ellas emplearemos el termino ciclo de producto, en la siguiente figura.

Figura N° 9  - Ciclo de producto típico

Dentro del ciclo de producto descrito se ha incluido un conjunto de tareas agrupadas en proceso CAD y otras en proceso CAM, que, a su vez, son subconjuntos del proceso de diseño y proceso de fabricación respectivamente.

En las siguientes figuras se muestra ambos procesos con más detalle.

         Figura N° 10 – El Proceso CAD                                                 Figura N°  11 - El Proceso CAM

 

Las herramientas requeridas para cada proceso aparecen en las tablas siguientes:

Tabla N°  2 - Herramientas CAD para el proceso de diseño

Tabla N°  3  - Herramientas CAM para el proceso de fabricación

 

6.1 Componentes del CAD/CAM    

Los fundamentos de los sistemas de Diseño y fabricación asistidos por ordenador son muy amplios, abarcando múltiples y diversas disciplinas, entre las que cabe destacar las siguientes:

• Modelado geométrico: Se ocupa del estudio de métodos de representación de entidades geométricas. Existen tres tipos de modelos: alámbricos, de superficies y sólidos, y su uso depende del objeto a modelar y la finalidad para la que se construya el modelo.
• Técnicas de visualización: Son esenciales para la generación de imágenes del modelo.
• Técnicas de interacción grafica: Son el soporte de la entrada de información geométrica del sistema de diseño.
• Interfaz de usuario: Uno de los aspectos más importantes de una aplicación CAD/CAM es su interfaz. Del diseño de la misma depende en gran medida la eficiencia de la herramienta.
• Base de datos: Es el soporte para almacenar toda la información del modelo, desde los datos de diseño, los resultados de los análisis que se realicen y la información de fabricación.
• Métodos numéricos: Son la base de los métodos de calculo empleados para realizar las aplicaciones de análisis y simulación típicas de los sistemas de CAD/CAM.
• Conceptos de fabricación: Referentes a máquinas, herramientas y materiales, necesarios para entender y manejar ciertas aplicaciones de fabricación y en especial la programación de control numérico.
• Conceptos de comunicaciones: Necesarios para interconectar todos los sistemas, dispositivos y máquinas de un sistema CAD/CAM.

Figura N° 12

7. Perspectivas de Futuro de los Sistemas CAD/CAM/CAE                                          

Las tecnologías CAD/CAM/CAE se encuentran ya en una fase de madurez. Su utilidad es indiscutible y han abierto posibilidades para el rediseño y fabricación impensables sin estas herramientas.

Los fabricantes de maquinaria informática que permiten soportar programas de CAD, van a proporcionar en los próximos años ordenadores más veloces, con más memoria y mayor potencia gráfica. En el campo de los periféricos CAD sucederá algo parecido: los plotters, consolidada la tecnología de inyección de tinta, van a ser cada vez más rápidos y de mejor resolución.

Otra tendencia de futuro en el campo de los periféricos es la popularización de los dispositivos de impresión 3D. Los aparatos de reproducción tridimensionales de diseños compartirán un lugar con el plotter en la oficina técnica del mañana.

Mayor integración con las tecnologías CAE y CAM, con una especial potenciación del CAE: actualmente la mayoría de los desarrolladores CAD cubren con su producto las necesidades de diseño, ingeniería y fabricación de la empresa, ofreciendo soluciones compactas en los más diversos campos de las tecnologías asistidas por computador.

El futuro se muestra ambicioso tecnológicamente hablando, por la introducción de las Células de fabricación flexible y el gran avance de los Computadores y de los Robots. Todo ello lleva a pensar que en un futuro próximo la "Fábrica Automática" será una realidad.

 

Figura N°  13

Ingeniería Gráfica

1. Pasado, presente y futuro en el Diseño en la Ingeniería                                                         

Palabras Clave: Ingeniería Gráfica; Expresión Gráfica; Dibujo Técnico; Diseño en la Ingeniería.

El diccionario de la Real Academia Española de la Lengua define Ingeniería como la “Actividad profesional del ingeniero” y como “El estudio y aplicación, por especialistas, de las diversas ramas de la tecnología”. se encuentra más ajustada la definición aportada por la Enciclopedia Wikipedia, que se refiere a la ingeniería como “La profesión que aplica conocimientos y experiencias para que mediante diseños, modelos y técnicas se resuelvan problemas que afectan a la humanidad”.

En estas últimas décadas se ha constatado que el Diseño en la Ingeniería, antes que una actividad profesional debe entenderse como un proceso, una tecnología o un saber hacer, una disciplina y finalmente un servicio.  El Diseño, es un proceso analítico, técnico y creativo que nos lleva a de terminar un producto concreto. Lo cierto es que al Diseño en la Ingeniería conciernen todos los aspectos humanos de los productos fabricados y sus relaciones con el hombre y el medio ambiente.

La Expresión Gráfica en la Ingeniería, es de relevancia especial para el Diseño en la Ingeniería. Como área de conocimiento, comprende todas las técnicas de comunicación gráfica usadas para expresar ideas y conceptos, básicamente en el contexto de la Ingeniería.

En la Tabla N° 1 se presentan de forma sintética los eventos más importantes que pudieran haber marcado un hito histórico en la disciplina de la Ingeniería Gráfica.

Tabla N° 1

2. Dibujo Técnico, Expresión Gráfica o Ingeniería Gráfica. Un análisis de términos           

La disciplina de los gráficos técnicos, producto de su evolución, ha sufrido diversas nomenclaturas y definiciones, a medida que esa evolución ha llegado a nuestros días. En las últimas dos décadas, el término más usado, ya hablando siempre desde el ámbito técnico, es Expresión Grafica. Una definición ampliamente reconocida es: “Disciplina que comprende todas las técnicas de comunicación gráfica usadas para expresar ideas y conceptos, básicamente en el contexto de la Ingeniería”.

Sin embargo, hay que reconocer, puesto que además se usa de forma errónea en alguna ocasión, que el término Dibujo Técnico (Technical Drawing en inglés) ha sido ampliamente usado, el Dibujo Técnico “Trata de una representación gráfica bidimensional del producto en sus vistas de planta y alzado”.

Por otro lado, un término que pretende ser el que realmente es capaz de englobar al de Dibujo Técnico y Expresión Gráfica es Ingeniería Gráfica, el cual según Sanz y Blanco es una “Disciplina tecnológica que trata la información visual realista de productos y procesos relacionados con las distintas ramas de la ingeniería, con el objetivo de dotar de un medio óptimo de comunicación entre el diseñador, fabricante y cliente.”

Quizás por lo pretensioso que pudiera parecer, el término Ingeniería Gráfica no termina de instalarse, en parte también porque toman fuerzas otros términos como CAD, CAM, CAE que, por ser más recurrentes y provenir de una naturaleza más tecnológica intentan abarcar a una o varias partes de lo que en realidad representa la Ingeniería Gráfica.

Figura N° 1 – se muestra una posible genealogía para los términos de los gráficos técnicos.

3. La Normalización de la Ingeniería Gráfica                                                                                  

El lenguaje gráfico y la extensión de su uso han ido haciendo necesario establecer normas, tratando de conseguir que los mensajes transmitidos puedan ser entendidos del mismo modo y con la debida precisión por los interesados. Hace más de un siglo que se hizo evidente la necesidad de unificar el lenguaje técnico, y con él el lenguaje del dibujo, medio fundamental para la transmisión técnica. La efervescencia industrial y comercial de finales del siglo pasado hizo tomar conciencia de ello a industriales y autoridades, surgiendo en el primer cuarto del presente siglo las organizaciones de Normalización en casi todos los países que disfrutan de un cierto nivel de desarrollo. Entre los objetivos de dichas organizaciones se encontraba la normalización de los dibujos.

Una de las primeras medidas normalizadoras consiste en organizar la distribución de las distintas vistas de un objeto sobre el papel, de modo que de la posición relativa de las mismas pueda deducirse su correspondencia, sin necesidad de leyenda alguna que las identifique. Actualmente existen dos alternativas convencionales para situar las vistas en el dibujo, llamadas: Sistema Europeo (o del primer cuadrante) y Sistema Americano (o del tercer cuadrante), por el lugar que en relación con los planos de referencia del sistema diédrico ocuparía el objeto si se colocara la línea de tierra entre dos vistas consecutivas del mismo.

Figura N° 2 - Sistema de proyección Europeo o del primer cuadrante u octante, utilizado en Cuba, según la norma cubana NC 02-03-05.

4. La ingeniería gráfica y los gráficos por computadora                                                             

Paralelo al perfeccionamiento de la Normalización Gráfica, el dibujo, adquiere una nueva dimensión con el desarrollo de la Informática o Computación, que es el conjunto de conocimiento científicos y de técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información. La informática combina los aspectos teóricos y prácticos de la ingeniería, electrónica, teoría de la información, matemáticas, lógica y comportamiento humano. Los aspectos de la informática cubren desde la programación y la arquitectura informática hasta la inteligencia artificial y la robótica.

Es a partir de 1962 que el Dibujo adquiere una dimensión interactiva, cuando en el Instituto de Tecnología de Massachussets, un joven llamado Ivan Sutherland, sentó las bases de lo que conocemos hoy como Gráficos o Imágenes interactivos por ordenador. Este brillante alumno en su tesis doctoral titulada, " Sketchpad: A Man - Machine Graphic Comunications Sistem," propuso la idea de utilizar un teclado y un lápiz óptico para crear e interactuar con gráficos en la pantalla del monitor . La estructura de datos utilizada por Sutherland, se basaba en la topología del objeto que iba a representar, describiendo con exactitud la relación entre las partes componentes del mismo, introduciendo los elementos generadores de lo que hoy se conoce como Programación Orientada a Objeto.

Figura N° 3 - Ivan Shutherland en la computadora TX 2 demostrando el uso del Eketchpad.

 

En 1974 en la Univ. de Utah se creo el primer centro de investigaciones de la informática aplicada a la creación de imágenes en 3D fotorrealísticas, encabezado por David Evans y E. Catmull entre otros, Catmull desarrollo los conceptos de "Z-Bufer", y el de "Mapeado de Texturas".

Figura N° 4

En 1975 los estudios se centraron en la generación de imágenes de superficies curvas generales sin ecuación matemática, por lo que James Blinn abordo las técnicas de "Modelado de Superficies", esto dio a B.T. Phong la oportunidad de crear el algoritmo de iluminación que lleva su nombre, los estudios y avances en esa dirección continuaron diversificándose y creciendo de forma exponencial hasta lo que vemos hoy.

Figura N° 5

Control de Procesos

 

SEÑALES

Es como el sistema de peticiones a nivel de los procesos para:

1. Vía de comunicación entre procesos
2. Permitir acciones del propietario o del superusuario
3. Permitir al kernel notificar alguna infracción
4. Permitir al kernel enviar una notificación de interés (finalización de un proceso hijo, disponibilidad en un canal I/O)

Si el proceso que recibe la señal reconoce el mensaje (tiene una rutina asignada a esa señal) procederá a realizar alguna acción, como finalizar el proceso, vaciar la memoria, etc.

Para evitar que lleguen señales los programas podrían solicitar que estas se ignoren (descartar y no afecta al proceso) o bloqueen (se coloca en cola hasta ser desbloqueado).

 

TABLA DE ALGUNAS SEÑALES DE INTERES

#	Nombre	Descripción	Predeterminado	¿Ignorar?	¿Bloquear?	¿Limpiar memoria?
1	HUP	Detiene el sistema	Finalizar	SI	SI	No
2	INT	Interrumpe la ejecución del sistema	Finalizar	SI	SI	No
3	QUIT	Salir	Finalizar	SI	SI	SI
9	KILL	Cerrar	Finalizar	NO	No	No
?	BUS	Error en el bus	Finalizar	SI	SI	SI
11	SEGV	Fallo de segmentación	Finalizar	SI	SI	SI
15	TERM	Finalización de software	Finalizar	SI	SI	NO
?	STOP	Detener	Detener	SI	NO	NO
?	TSTP	Detener el teclado	Detener	SI	SI	NO
?	CONT	Continuar (luego de detener)	Ignorar	SI	NO	NO
?	WINCH	Cambia la ventana	Ignorar	SI	SI	NO
?	USR1	Definida por el usuario	Finalizar	SI	SI	NO
?	USR2	Definida por el usuario	Finalizar	SI	SI	NO

La mayoría de las otras señales (que no están en la tabla) se usan para informar de errores y suelen terminar con la limpieza de la memoria.

BUS y SEGV son señales de error bastante comunes, hasta el 90% de los casos en que una aplicación se ‘cuelga’.

 

                                  COMANDOS                                

KILL y KILLALL

Frecuentemente usados para finalizar procesos, los usuarios con sus propios procesos, el superusuario con cualquier proceso. La sintaxis es:

kill [-señal] pid

En donde ‘señal’ es un número o el nombre simbólico que representa la señal que se desea enviar (tabla anterior), y pid es el número de identificación del proceso al que enviamos la señal:

kill -9 23456

kill -KILL 23456

Aun así vale recordar que algunos procesos podrían encontrarse en una situación de ‘fortaleza’ que KILL no podría detenerlo (por ejemplo cuando está esperando la detención de un disco).

La opción ‘killall’ de forma similar envía la señal, pero, para todos los procesos.

 

ESTADOS DEL PROCESO

Cuatro posibles estados:

1. Ejecutable: Listo para iniciar en cuanto pueda acceder al CPU, ya tiene disponibles todos los recursos que necesita, si en el transcurso pierde alguno de los recursos se dará una señal para pasarlo al estado ‘suspendido’.
2. Suspendido: Está esperando a que ocurra un evento determinado (los Shell interactivos y demonios pasan la mayor parte del tiempo en este estado) como acceso a un dispositivo, ingreso de datos, restablecer una conexión de red. Quedará en ese estado hasta que se atienda su pedido.
3. Detenido: Aquellos a los que se les prohíbe ejecutarse (con STOP o TSTP), pero podrían continuarse con CONT. Es similar a ponerlo en suspensión salvo que la única forma de ponerlo en marcha es mediante un proceso, o usar un proceso para finalizarlo.
4. Zombie: Son procesos que ya completaron su ejecución pero, no se les asigna un nuevo estado (usamos ‘ps’ para obtener su PPID y PID).

 

NICE Y RENICE

Valor numérico de un proceso que le dice al kernel que prioridad (o influencia) tiene en relación a otros procesos.

A menos que el usuario lo modifique los procesos heredan el valor de sus padres, los propietarios pueden subir su valor, pero no bajarlo, esto evita que los procesos tengan hijos con mayor prioridad. Solo el superusuario podrá asignar cualquier valor de prioridad.

El valor de ‘nice’ de un proceso se podría determinar durante su creación, si este valor requiere ser modificado se usará el comando ‘renice

 

PS: VISUALISAR PROCESOS

El comando ‘ps’ nos permitirá ver algunos de los datos del proceso de interés tales como el PID, UID, prioridad y para controlar la finalización de procesos, la cantidad de memoria que usa el proceso, tiempo consumido del CPU, estado real, y los zombies también aparecen.

Este comando podría variar de un sistema basado en UNIX a otro.

Usar ‘ps aux' veremos todos los procesos que están ejecutándose en el sistema, en la columna comandos veremos algunos entre corchete y no son verdaderamente comandos, son hilos de ejecución ejecutándose como procesos. Algunos datos de interés:

1. USER: Nombre del usuario propietario del proceso
2. PID: ID del proceso
3. %CPU: Porcentaje de CPU que usa este proceso
4. %MEM: Porcentaje de memoria real que se esta empleando
5. VSZ: Tamaño virtual del proceso
6. RSS: Número de páginas en la memoria (Resident set size)
7. TTY: ID del finalizador
8. STAT: Estado del proceso (R ejecutable, D suspensión ininterrumpible, S suspensión, T detenido, Z zombie, existen etiquetas adicionales)
9. START: Hora en que se inició el proceso
10. TIME: Tiempo que el proceso a usado la CPU
11. COMMAND: Argumento y nombre del comando