Cibernética

• INTRODUCCIÓN
La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las personas y en
las máquinas, estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismos comunes. El nacimiento de la
cibernética se estableció en el año 1942. La unión de diferentes ciencias como la mecánica, electrónica,
medicina, física, química y computación, han dado el surgimiento de una nueva doctrina llamada Biónica, La
cual busca imitar y curar enfermedades y deficiencias físicas.
A todo esto se une la robótica, la cual se encarga de crear mecanismos de control los cuales funcionen en
forma automática.
Todo esto ha conducido al surgimiento de los Cyborg, organismos Bio−mecánicos que buscan imitar la
naturaleza humana.
Han pasado varios años desde que ingenieros, iniciaron la carrera hacia la automatización, hasta hoy todos
esos avances han producido grandes resultados y avances.
• NORBERT WIENER
Profesor de Lógica matemática en el Instituto Tecnológico de Massachussets,
aunque, a lo largo de su vida, impartió cursos en numerosas universidades de
otros países, como México, Gran Bretaña, India, etc.
Este dejó importantes obras: Cibernética: control y comunicación en el animal y
en la máquina (1948), Matemáticas, mi vida (1961), Dios y Golem (1965) y
Hombre y hombre máquina (1966).
Entre los años 1920 y 1923, Wiener se preocupó por un fenómeno físico sin demasiada importancia en esta
ciencia, el llamado movimiento browniano, que se refiere al movimiento perpetuo que tienen las partículas
disueltas en un líquido (por ejemplo, raspaduras de roca en agua), movimiento irregular que no parece
responder a ninguna ley física.
Construyó así una probabilidad que permitiría describir el fenómeno en términos matemáticos, en lo que se
refiere a la trayectoria y posición de las partículas a través del tiempo.
El trabajo de Wiener sobre el movimiento browniano estableció un importante precedente para hallar
aplicaciones en Física, Ingenierías y Biología, y permitió formular un problema de cálculo de probabilidades
en términos de la medida de Lebesgue, que utilizaría diez años más tarde Kolmogorov para la formalización
del cálculo de probabilidades.
En vísperas de la Segunda Guerra Mundial, sus investigaciones acerca de robots e ingenios automáticos que
pudieran reemplazar o sustituir con ventaja a los combatientes, sentaron los fundamentos de una nueva
ciencia: la cibernética, vocablo adoptado por Wiener en el año 1947 y que procede del griego Kybernetes, es
decir, piloto o timonel.
Por tanto la palabra cibernética podría significar ciencia de los mandos. Estos mandos son estructuras con
elementos especialmente electrónicos y en correlación con los mecanismos que regulan la psicología de los
seres vivientes y los sistemas sociales humanos, y a la vez que permiten la organización de máquinas capaces
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de reaccionar y operar con más precisión y rapidez que los seres vivos, ofrecen posibilidades nuevas para
penetrar más exactamente las leyes que regulan la vida general y especialmente la del hombre en sus aspectos
psicológicos, económicos, sociales etc.
Esta ciencia, muy compleja, estudia, valiéndose para ello de las matemáticas, la física, la sociología, la
neurofisiología, etc., "los mecanismos de control y de comunicación en los seres vivos y en las máquinas".
Así, del estudio del sistema nervioso se ha derivado la noción fundamental de feed−back, que permite la
autocorrección de un motor mediante la información que le es enviada utilizando parte de la energía producida
por él mismo (servomecanismo).
Una de las definiciones más acertadas de esta ciencia es la debida a Conffignal, quien define la cibernética
como "el arte de hacer eficaz la acción".
Si echamos una mirada a nuestro alrededor, no cabe duda de que hoy en día es así: "robots−obreros" en las
fábricas, "analistas" en los laboratorios, "pilotos automáticos" en los aviones, etc. Por ello, a nuestra época se
la ha llamado era de la cibernética, cuyo "padre" fue Norbert Wiener. −−>[Author:G]
• EL FEEDBACK O RETROALIMENTACIÓN
¿Qué es un sistema de feedback? Según Pierre de Latil, "es un dispositivo que vuelve a hacer un efecto sobre
uno de sus causas capacitándose así para cumplir con una determinada finalidad. Las diferencias entre los
efectos real e ideal se transforman en energía que se vuelve a introducir en el mecanismo y tiende a anular las
diferencias iniciales que pusieron en marcha el sistema original."
Hasta la llegada de la cibernética (según Bateson uno de los dos acontecimientos de mayor influencia en el
siglo XX), los modelos de causalidad eran casi siempre lineales. En la ciencia prevalecía una polémica
epistemológica entre el determinismo y la teleología. En términos simplificados las dos posturas
representaban el conflicto entre las causas iniciales o el resultado final como elemento dominante al influir
sobre los estados intermedios. La física tendía hacia la primera postura; la biología hacia la segunda. En
cuanto al estudio del hombre, dice Watzlawick:
"Para volver una vez más al estudio del hombre, el psicoanálisis evidentemente pertenece a la escuela
determinista mientras, por ejemplo la psicología analítica de Jung se basa en gran medida en la asunción de
una entelequia (o principio teleológico) inmanente en el hombre".
"La aparición de la cibernética cambió todo esto demostrando que los dos principios pueden juntarse dentro
de un marco más comprensivo. Este enfoque se hizo posible por el descubrimiento del "feedback"."
"El feedback puede ser positivo o negativo. Este último caracteriza la homeostasis y desempeña un papel
importante en conseguir y mantener la estabilidad de las relaciones. El feedback positivo en cambio, conduce
al cambio, es decir, la pérdida de estabilidad o equilibrio. En ambos casos, parte del "output" del sistema se
vuelve a introducir en el sistema como información sobre el "output". La diferencia es que en el caso de
feedback negativo, la información se utiliza para reducir la variación en cuanto a una norma preestablecida −
por eso se le llama "negativo" − mientras que en el caso de "feedback" positivo, la misma información opera
como medida para ampliar. La variación en el output es, por tanto, positiva en cuanto a la tendencia existente
hacia la inmovilidad o turbación".
Las relaciones humanas pueden considerarse como "bucles de feedback". El feedback negativo y positivo es
más complejo en los sistemas "abiertos" que en los sistemas "cerrados" en los que la homeostasis (más que
"cambio" o "crecimiento") es la norma.
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En los sistemas abiertos el "feedback" puede utilizarse para consolidar el sistema (mediante feedback positivo
que confirma que el "feedforward" del sistema es correcto) o para cambiar el sistema (mediante "feedback"
negativo que confirma que el "feedforward" del sistema es incorrecto). El "feedback" positivo produce el
mantenimiento o incremento del sistema existente mientras que el feedback negativo produce cambio en el
sistema.
En los sistemas cerrados los cambios se producen en las relaciones internas (un cambio a nivel I según el
modelo de Bateson). Sin embargo, en los sistemas abiertos hay la posibilidad añadida de un cambio en el
sistema en sí (un cambio a nivel II).
"El feedback ha sido descrito como el secreto de la actividad natural... Los sistemas que se autorregulan −
sistemas con feedback − requieren de una filosofía propia en la que los conceptos de patrón e información son
tan esenciales como fueron los de materia y energía al comienzo del siglo.
WEINBERG (1959) Dice lo siguiente de la cibernética:
"La cibernética nació durante la segunda guerra mundial de los esfuerzos del matemático Norbert Weiner y
del fisiólogo Arturo Rosenblueth para resolver el problema urgente de diseñar un cañón antiaéreo que pudiera
derribar los aviones muy veloces. Antes de la invención de los aviones de alta velocidad, el problema de
apuntar y disparar contra un blanco en movimiento fue relativamente sencillo. Por un lado la velocidad del
blanco había sido tan reducida en comparación con la velocidad del proyectil como parar descontarla pero este
ya no era el caso. Por otra parte, los reflejos humanos ya no eran lo suficientemente rápidos como para
disparar contra tan veloz blanco y derribarlo.
Evidentemente se tenía que ceder la tarea a una máquina. Se hizo patente en seguida que las máquinas
computadoras de aquel entonces no estaban a la altura de la tarea y que hacía falta una máquina que
funcionase por un principio nuevo. Este nuevo principio resultó ser uno antiguo pero relativamente ignorado −
feedback. Lo había utilizado James Watt en su gobernador automático para máquinas de vapor y por otros. Su
significado real empezó a sospecharse con el crecimiento de la radio en los años 1920, específicamente con el
desarrollo del tubo en vacío y el control de volumen automático. En 1932 Cannon acuñó el término
"homeostasis" para describir los procesos autorreguladores de los organismos vivos y postuló la presencia de
mecanismos de feedback aunque sin darle ese nombre." −−>[Author:G]
Ejemplos de Feedback o retroalimentación.
Mantenimiento de variables
HOMEOSTASIS
Búsqueda de metas
Termorregulación
En seres vivos
Mantenimiento de la glucemia
Control propioceptivo de movimientos
voluntarios, etc.
Conservación del ph
Control neurohormonal
Proyectiles autodirigidos
Termóstato
Sistemas de control de cañones antiaéreos
Homeóstato de Ashby
Pilotaje de buques
En máquinas
Servomecanismos
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3.1 Ejemplo de retroalimentación en Psicología
El concepto de retroalimentación, explícita o implícitamente puede encontrarse en todas las disciplinas
científicas, ya que parece ser un modo de funcionamiento universal de la realidad, o al menos bastante
extendido.
También lo encontramos en la esfera de la psicología, y un primer ejemplo lo encontramos en la teoría
piagetiana de la inteligencia.
Cuando Jean Piaget investigó su primer periodo de la inteligencia, el periodo sensorio−motriz, le llamaron la
atención ciertos comportamientos del niño en sus dos primeros años de vida, y que él llamó −tomando la
terminología de otros autores− "reacción circular".
Uno de estos comportamientos, observado durante los primeros meses, consistía en que el niño toma contacto
un poco accidentalmente por algún objeto, por ejemplo con un sonajero. Cuando decimos que toma contacto
nos referimos a que lo ve o lo toca.
Esta estimulación visual o táctil lleva al niño a dar una respuesta, que consiste en agarrar o asir el sonajero.
Este acto mismo de agarrar le produce al niño un placer funcional, es decir, le produce placer el acto mismo
de agarrar o golpear, etc.
Este placer implicado en la respuesta lo lleva a repetir la acción. Es decir, lo suelta y vuelve a agarrarlo, y así
varias veces. Alguna vez hemos visto a esos niños que se deleitan tomando un objeto una y otra vez, hasta que
finalmente se cansan porque el acto de agarrar dejó de ser interesante para ellos.
Lo que ha ocurrido aquí fue una reacción circular, es decir, el estímulo de ver y tocar lleva a la respuesta
agarrar o golpear, y esta a su vez lleva a volver a ver o tocar para volver a agarrar o golpear, y así
sucesivamente. Se va formado un circuito de retroalimentación entre el estímulo y la respuesta.
Hipotéticamente, el niño podría haber estado pensando lo siguiente: "Al tocar este objeto, lo agarro, y como
agarrarlo me produce placer, entonces vuelto a tocarlo y vuelvo a agarrarlo, etc.". Decimos hipotéticamente
porque en este momento del desarrollo evolutivo no hay pensamiento para Piaget.
El ejemplo antes mencionado corresponde a un primer tipo de reacción circular, llamada por Piaget reacción
circular primaria porque es la primera que se instala cronológicamente (entre 1 y 4 meses).
Así, la reacción circular va evolucionando, y surgirán luego la reacción circular secundaria y la terciaria
(respectivamente, en el tercer y quinto estadio del periodo sensorio−motriz).
Un ejemplo de reacción circular secundaria lo tenemos en el niño que por azar mueve con la mano un cordón
que hace sonar unas campanillas. Esto le produce placer o, como dice Piaget, es para el niño un "espectáculo
interesante" (espectáculo sonoro, en este caso), y entonces vuelve a repetir la acción de mover el cordón. Esto
repite el sonido interesante y vuelve a moverlo, y así sucesivamente.
El esquema es el mismo que en la reacción circular primaria: la única diferencia estriba en que lo que produce
placer al niño no es su propia acción de agarrar, sino la reproducción del espectáculo interesante.
Más adelante, y siempre antes de los dos años, el niño podrá realizar reacciones circulares terciarias, las cuales
pueden apreciarse cuando el niño está intentando aprender algo por ensayo y error: realiza una acción, se
equivoca, y este error a su vez es un estímulo para intentar un nuevo ensayo, y así sucesivamente.
Como vemos, ya a este nivel de reacción circular existe la conducta intencional, es decir, el niño se propone
de antemano alcanzar un determinado objetivo: la acción exitosa −precedida por varias acciones fallidas− y
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que es finalmente lo que le procurará placer.−−>[Author:G]
3.1.1 Biofeedback
Otra de las importantes aplicaciones que encuentra el concepto de retroalimentación en psicología es en cierto
tipo de terapia llamada biofeedback. Este tipo de terapia es utilizada para tratar desórdenes en estados de
ansiedad, estrés, etc., y se basa en la idea de un feedback o realimentación entre el cuerpo y la mente (el
prefijo bio− está indicando que en este circuito intervienen, efectivamente, variables corporales).
Tomemos el ejemplo de un desorden de ansiedad: una persona que está muy angustiada porque está sufriendo
un ataque de pánico. En este momento, se están registrando en la persona en forma simultánea dos tipos de
cambios: cambios mentales, porque la persona ve incrementada su ansiedad, pero también cambios
corporales, que incluso puede llegar a percibirse concientemente, en especial si la intensidad del afecto es alta:
cambios en la frecuencia cardíaca, por ejemplo (es decir, el corazón late más rápidamente: taquicardia).
Cualquiera de nosotros habrá experimentado esto en ocasiones de sentir mucho miedo por cualquier razón,
justificada o no. Las emociones en general son afectos en los cuales están involucrados siempre cambios a
nivel corporal.
En un ataque de pánico las manifestaciones corporales son tan intensas que pueden ser captadas
concientemente, es decir, 'nos damos cuenta' que late más rápido el corazón y que se agita nuestra respiración.
En otras ocasiones, podemos estar ansiosos pero no alcanzamos, sin embargo, a percatarnos de tales cambios
fisiológicos, lo cual no quiere decir que no existan.
La máquina usada en biofeedback nos permite precisamente, visualizar estos cambios fisiológicos, incluso
aquellos de los cuales no somos totalmente concientes. Simplificadamente, es una máquina que, conectada
mediante electrodos a nuestro cuerpo, nos permite 'ver' en una pantalla nuestros cambios fisiológicos, a través
de un cambio de la onda, del color, etc. Por ejemplo, nos puede informar que nuestro ritmo cardíaco está algo
acelerado aún cuando no sintamos esta sensación en nuestro propio cuerpo, en forma conciente.
En el momento en que vemos esa onda o ese color que expresa un estado fisiológico alterado, aprendemos por
ejemplo a relajarnos para restablecer dicho parámetro a su valor normal. Con el tiempo, es posible prescindir
de la máquina, en cuyo caso no sólo termina el tratamiento sino que ya estamos en condiciones de controlar
nuestros estados fisiológicos y mentales más eficazmente.
En la base de este proceso terapéutico y preventivo hay un proceso de feedback entre la ansiedad como
manifestación psíquica y la frecuencia cardíaca como manifestación fisiológica: a medida que crece la
ansiedad, crece la frecuencia, y a medida que, relajación mediante, baja la frecuencia, baja la ansiedad, y así
sucesivamente.−−>[Author:G]
3.2 Sistemas Retroactivos
De Latil llama este tipo de sistema "retroactivo" porque parte del sistema vuelve a influir − "retroactúa" −
sobre una de las causas del efecto y la cambia.
Algunas de las características de tal sistema son:
• Es un sistema no aditivo y no simétrico.
• Las relaciones entre las partes y de las partes al todo no son las mismas cuando el sistema está
funcionando que cuando está quieto. No hay feedback hasta que la máquina está en operando. El
feedback no es una parte estructural de la máquina sino una función suya cuando está operando. No
obstante, está función tiene el efecto de una estructura. Es una estructura que estructura − una función.
• Surgen nuevas características como resultado del funcionamiento del mecanismo que no están
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presentes al comienzo.
3.3 Feedback Negativo y Positivo
"No todos los mecanismos de feedback sirven para mantener un equilibrio en un sistema. Los mecanismos
que tienden a destruir el equilibrio se llaman feedbacks positivos. Los que tienden a mantenerlo son feedbacks
negativos.
Hemos visto los equivalentes psicofisiológicos de esto en los ciclos descontrolados de pánico que se
encuentran en el "colapso nervioso" y el miedo al escenario en su máxima expresión. Es de interés notar que
la manera de controlar racionalmente estos ciclos es mediante la regulación de los sentimientos de segundo
orden. Es decir que escogiendo no temer al temor, no preocuparnos por la preocupación etc., cambiamos el
sistema de ser uno de retroacción positiva a ser uno de retroacción negativa. Ser conscientes de abstraer nos
permite escoger los variables o factores que determinarán el programa del "termostato".1
"Los animales y, en especial, el hombre tienen mecanismos de tercer orden. En el hombre son posibles
programas de orden más alto todavía. Un programa de orden muy alto corresponde a una filosofía global y
meta en la vida. Los subprogramas representan las maneras cotidianas de ir acercándonos a esta meta. A
medida que vayamos más y más alto por nuestros órdenes de programas nos volvemos cada vez más
independientes de los factores medio ambientales inmediatos que ayudan a determinar nuestra conducta. No
debería pensarse que todos los sistemas de feedback positivos sean perjudiciales para la máquina o el animal.
Los feedbacks positivos son lo que Latil denomina "efectores de tendencias" diferenciándolos de los
"efectores de constancia" de los feedbacks negativos.
La retroacción positiva cambia el programa en mecanismos de tercer orden en adelante y es responsable de la
actividad en busca de las metas. Se puede modificar por la experiencia. La retroacción negativa mantiene el
programa y no puede ser modificado por la experiencia. Necesitamos de ambos para funcionar
adecuadamente."
−−>[Author:G]
• EL CAMPO DE LA CIBERNÉTICA
Dentro del campo de la cibernética se incluyen las grandes máquinas calculadoras y toda clase de mecanismos
o procesos de autocontrol semejantes y las máquinas que imitan la vida. Las perspectivas abiertas por la
cibernética y la síntesis realizada en la comparación de algunos resultados por la biología y la electrónica, han
dado vida a nuevas disciplinas la biónica y la robótica.
• La Biónica: Es la ciencia que estudia los: principios de la organización de los seres vivos para su
aplicación a las necesidades técnicas. Una realización especialmente interesante de la biónica es la
construcción de modelos de materia viva, particularmente de las moléculas proteicas y de los ácidos
nucleicos.
Conocer bien al hombre es facilitar la elección de las armas necesarias para combatir sus enfermedades. Por
tanto, es natural ver una parte de las investigaciones orientarse hacia un mejor conocimiento de los procesos
fisiológicos. Ayudándose de la química y de la física es como han podido realizarse grandes progresos. Si
quiere proseguir un mejor camino, debe abrirse más al campo de la mecánica y más aun al campo de la
electrónica. En este aspecto se abre a la Cibernética.
• La Robótica: Es la técnica que aplica la informática al diseño y empleo de aparatos que, en
substitución de personas, realizan operaciones o trabajos, por lo general en instalaciones industriales.
Se emplea en tareas peligrosas o para tareas que requieren una manipulación rápida y exacta. En los
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últimos años, con los avances de la Inteligencia Artificial, se han desarrollado sistemas que
desarrollan tareas que requieren decisiones y autoprogramación y se han incorporado sensores de
visión y tacto artificial.
4.1 Métodos de la Cibernética
La cibernética ha encontrado sus primeros elementos en el estudio de los reguladores, que se encuentran en
biología y en el campo técnico.
En biología, el sistema nervioso nos ofrece dos formas de regulación análogas. Es el caso de las regulaciones
neuro−endocrinas, que aseguran el mantenimiento del equilibrio en nuestro medio interior, aunque las
regulaciones sean muy complejas y hayan de intervenir varios elementos correctores que se anulan, se suman
o se complementan, para realizar finalmente este equilibrio; y por otro lado se encuentra el papel de los
osmo−receptores en el control de la concentración osmótica del plasma; en este caso la hormona antidiurética
desempeña un papel intermedio para regular la eliminación renal de agua.
La analogía es más sorprendente cuando se examinan los problemas musculares. El estar de pie, por ejemplo,
se posibilita mediante el juego de los músculos de la estática que, por una serie de contracciones y
dilataciones, aseguran el equilibrio del conjunto.
La flexión de una pata posterior engendra una serie de contracciones y relajaciones rítmicas, en tanto dura la
flexión. Asistimos al fenómeno del "clonus", bien conocido en neuropatología, en los síndromes piramidales.
N.Wiener, considerado como el padre de la cibernética, ha estudiado matemáticamente el fenómeno de clonus
y ha podido establecer relaciones entre la experimentación y él calcula.
Existen otras analogías, como los circuitos reverberantes u oscilantes que se encuentran en electrónica;
algunos han conocido un determinado favor, como el esquema construido por Bucy para tratar de explicar la
teoría de los movimientos involuntarios. La careoatetosis con sus movimientos desordenados y el mal de
Parkinson con su temblor asociado a la parálisis, parecen responder a la existencia de circuitos oscilantes entre
la corteza cerebral y los núcleos de la base del cerebro.
Las calculadoras electrónicas y las maquinas de traducir no son mas que el embrión de una actividad cerebral
supuesta, cuyo trabajo no corresponde probablemente a lo que pasa realmente en los circuitos nerviosos.
Esta conclusión por pesimista que sea, no rebate sin embargo a los cibernéticos, cuyo fin no es revolucionar el
mundo con los "robots", sino simplemente buscar mejor la forma de comprender el funcionamiento de los
organismos vivientes con ayuda de analogías mecánicas o eléctricas. Estas analogías no existen sino que a
veces es necesario crearlas; esto es lo que ha dado lugar a los animales sintéticos (como tortugas, ranas e.t.c.).
V. CONCLUSIÓN
La Cibernética puede ser considerada como una adquisición sumamente aprovechable para la evolución
científica. Desde el estudio del comportamiento de la célula nerviosa, la neurona, hasta el del individuo en su
conjunto, ofrece un inmenso campo de investigaciones, particularmente a la medicina.
Algunos ejemplos muestran cuan delicado es encontrar una relación entre el funcionamiento de una maquina
y el de un órgano.
La dificultad aumenta en cuanto se dirige a las contexturas nerviosas superiores. A este nivel, no existe
ninguna maquina similar, porque la creación de maquinas nuevas que permitan la comparación implicaría un
conocimiento perfecto de las estructuras nerviosas
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"No hay que pedir a la cibernética que nos dé más de lo que nos pueda dar. No creo que se pueda esperar que
nos suministre, por sí sola, en un porvenir mas o menos próximo, la solución del triple enigma de la vida, la
conciencia y el pensamiento".
VI. BIBLIOGRAFIA
Cibernética Tecnologia y Psicología http://www.psicologia.org.br/internacional/ap11.htm
Curso de Cibernética y Psicología http://galeon.hispavista.com/pcazau/cur_cibe.htm
Introducción a la conducta humana Cibernética y psicología.
http://www.galeon.hispavista.com/pcazau/mapa.htm
[Nota de McWhirter: Esto cambia la atención de un proceso de "feedback" en uno de "calibración".
Este es el componente clave]
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PRIMERA IDEA PRINCIPAL.− La cibernética es la teoría de la autorregulación y autocontrol de los
sistemas por retroalimentación
SEGUNDA IDEA PRINCIPAL: La retroalimentación (o feedback) es un proceso circular en el cual parte de
la salida es remitida de nuevo a la entrada como información sobre la primera respuesta, haciendo así que el
sistema se autorregule para mantener un equilibrio u orientarse a una meta.
TERCERA IDEA PRINCIPAL: Ejemplos de retroalimentación son las reacciones circulares primarias,
secundarias y terciarias descriptas en la teoría piagetiana de la inteligencia. En la reacción circular, la
respuesta del niño actúa nuevamente sobre el estímulo, realimentando el proceso.
CUARTA IDEA PRINCIPAL: El biofeedback constituye otro ejemplo de retroalimentación, donde una
persona puede aprender a controlar sus estados corporales y mentales realimentando información con una
máquina capaz de medir sus variables fisiológicas en un momento dado.
QUINTA IDEA PRINCIPAL: El feedback negativo, realimentación neutralizadora o procesos morfoestático
lleva al sistema a un equilibrio anterior.
SEXTA IDEA PRINCIPAL: El feedback positivo, realimentación amplificante o procesos morfogenético
lleva al sistema a un nuevo equilibrio.
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