The History and Development of Cybernetics Historia y Desarrollo de la Cibernética

Presented by The George Washington University in Cooperation with The American Society for Cybernetics Historia y Desarrollo de la Cibernética The History and Development of Cybernetics

History of Cybernetics Muchos años atrás...

Las cosas que una persona debía entender para enfrentar la vida eran relativamente simples. Relative Complication

Cada objeto o proceso, a los que nos referiremos como sistemas, era relativamente simple. Objects & Processes

En realidad, hasta hace unos pocos cientos de años, a algunas personas le resultaba pósible dominar una parte significativa del conocimiento humano. Knowledge Mastery Leonardo DaVinci

Leonardo Da Vinci destacó en el campo de la pintura... Da Vinci – Painting

... escultura... Da Vinci, cont. – Sculpture

... anatomía... Da Vinci, cont. – Anatomy

... arquitectura... Da Vinci, cont. – Architecture

... ingeniería de armamentos, e... Da Vinci, cont. – Weapons Engineering

... Ingeniería aeronáutica. Este es su esquema para una máquina voladora del siglo XVI... Da Vinci, cont. – Aeronautical Engineering

... Y un paracaídas en caso de que la máquina se descompusiera. Da Vinci, cont. – Aeronautical Engineering, cont.

Con el transcurso del tiempo los sistemas que preocuparon a las personas se hicieron... Complejidad Systems Complexity

... Más y más complicados. Systems Complexity, cont.

Los sistemas de transporte se hicieron más complejos... Systems Complexity, cont.

... y más complejos... Systems Complexity, cont.

... y más complejos... Systems Complexity, cont.

... y más complejos... Systems Complexity, cont.

... Como ha sucedido con los sistemas de energía. Systems Complexity, cont.

Algunas personas han sugerido que la tecnología... Technology Advances

... Está avanzando tan rápidamente... Technology Advances, cont.

... que está superando nuestra capacidad de controlarla. Technology Advances, cont. Three Mile Island

Claramente, ya no es posible que una persona esté al tanto de los desarrollos en todos los campos, menos aún ser destacado en muchos de ellos como lo fue Leonardo Da Vinci. Keeping up with Developments

La especialización se ha hecho una necesidad. ¿Cómo podemos entonces vivir y trabajar en una sociedad técnicamente avanzada? How to Live and Work in a Technically Advanced Society?

Underlying Principles ¿Hay una forma en que usted, hombre o mujer modernos, pueda manejar la complejidad, formular un conjunto de principios subyacentes en todos los sistemas y por consiguiente aumentar su habilidad para regular el mundo en que vive?

Cibernética = Regulación de Sistemas En los años cuarenta, esta pregunta interesó al puñado de personas que fueron los pioneros del campo que llegó a conocerse como Cibernética, la ciencia de la regulación de los sistemas. Cybernetics = Regulation of Systems

La cibernética es una ciencia interdisciplinaria que mira a todos y cualquier sistema, desde moléculas... Cybernetics – an Interdisciplinary Science

... a galaxias, y con especial atención a máquinas, animales y sociedades. What Cybernetics Looks at

La palabra cibernética se deriva de la palabra griega timonel, quien es la persona que maneja el sistema de control de una embarcación o nave. Derivation of Cybernetics

Esta palabra fue acuñada en 1948 y definida como una ciencia por Norbert Wiener, que había nacido en 1894 y murión en El llegó a ser conocido como el Padre de la Cibernética. Norbet Weiner

Wiener fue un matemático, biólogo e ingeniero eléctrico. Durante la segunda guerra mundial trabajó en armamento anti-aéreo guiado por radar. Wiener – Radar

Conectó el armamento a un radar especial de modo que apuntase automáticamente al avión enemigo. Una vez disparada el arma. el radar determinaba rápidamente la posición cambiante de avión y lo apuntaba hasta derribarlo. Weiner – Radar, cont.

El sistema imitaba funciones humanas y las realizaba con mayor effectividad. Wiener – Radar and Human Factor Imitation

Retroalimentación El cañón antiaéreo demuestra el principio cibernético de la retroalimentación. Retroalimentación es información acerca de un proceso, la que es utilizada para cambiar dicho proceso. El radar proporciona información sobre el cambio de localización del avión enemigo y dicha información es usada para corregir la dirección a que apunta el arma. Feedback

Un ejemplo familiar del uso de realimentación para regular un sistema, es el termostato que comunmente usa la calefacción central de una habitación. Feedback – Thermostat

La Temperatura se Eleva a 70° F Si el sistema de calefacción se ajusta, como generalmente se usa, para permitir un máximo de 2 grados de variación, when el termostato se fijea en 68 grados la temperatura se elevará a 70 grados... Thermostat Feedback Example

La temperatura alcanza los 70° F El horno de apaga... Antes, un sensor de temperatura en el termostato gatilla el apagado del horno. Thermostat Feedback Example, cont.

La temperatura alcanza los 70° F La temperatura del cuarto cae a 66 ° F El horno de apaga El horno permanecerá apagado hasta que la temperatura del cuarto haya bajado a los 66 grados... Thermostat Feedback Example, cont.

El horno se enciende La temperatura alcanza los 70 grados F El horno de apaga La temperatura del cuarto cae a 66 °... Entonces el sensor en el termostato gatilla el encendido del horno nuevamente. Thermostat Feedback Example, cont.

Sistema autoregulable El sensor provee un ciclo de retroalimentación de información que le permite a este sistema, detectar la diferencia entre la temperatura deseada de 68 grados y hacer un cambio para corregir el error. Al igual que en el arma anitiaérea y en el avión, se dice que este sistema –consistente de un termostado, el calentador y la habitación- se regula a sí mismo a través de retroalimentación y es un sistema autorgulable. Self Regulating System

El cuerpo humano es una de las fuentes más ricas en ejemplos de retroalimentación conducente a la regulación de sistemas. Por ejemplo, cuando su estómago está vacío, esa información pasa a su cerebro. Human Body – Feedback Leading to System Regulation

Cuando usted toma acción correctiva, comiedndo algo, su cerebro es notificado, en forma similar, que su estómago se ha satisfecho. Feedback – Corrective Action

Tiempo El estómago se siente vacío La persona come El estómago se siente lleno En unas pocas horas el proceso se reinicia nuevamente. Este ciclo de retroalimentación continua durante toda nuestra vida. Feedback – Hunger Example

El cuerpo humano es tal maravilla de autoregulación que los primeros cibernéticos estudiaron sus procesos y los usaron como modelos para diseñar máquinas autoregulables. Una de esas famosas máquinas, llamada homeostatp, fue construida en 1940 por el científico británico Ross Ashby. Human Body and Cybernetics Studies

Así como el cuerpo humano mantiene una temperatura de 98,6° F, el homeostato podía mantener la misma carga de corriente eléctrica, a pesar de cambios que lo afectaban desde fuera. Homeostat

Homeostasis Se dice que el homeostato, el ser humano y el termostato pueden mantener homeostasis o equilibrio a través de ciclos de retroalimentación de varios tipos. No importa cómo se trasmite la información, basta que el,regulador sea informado de algún cambio que requiera un comportamiento adaptativo.

Otro científico, Grey Walter, también persiguió la idea de imitar las características de auoregulación del hombre y los animales. Grey Walter – Self Regulating Man and Animals

Su proyecto favorito fue construir tortugas mecánicas que al igual que las tortugas vivas se despalzaran libremente y tuviesen algunos de los atributos de un ser vivo independiente. Grey Walter – Mechanical Tortoises

En la foto aparece Walter con su esposa Vivian y su hijo Timothy, y la tortuga Elsie. Elsie tiene mucho en común con Timothy. Así como Timothy busca comida, la cual se almacena en su cuerpo en forma de grasa, Elsie busca luz, de la cual se alimenta, y la transforma en energía electrica que almacena en un acumulador que tiene dentro. Luego ya está lista para una siesta, al igual que Timothy después de su comida en un área de suave luz. Grey Walter and Family

Aunque el comporatmiento de Elsie imita a un humano, su anatomía es muy distinta. Así es como se ve Elsie debajo de su caparazón. The Anatomy of Elsie

Elsie luce mucho más como una radio a transistores que al... Simulating a Humans Function

... Interior del cuerpo humano. Pero, como cibernético, Walter nos estaba interesado en imitar la forma física del ser humano, sino en la simulación de sus funciones. Simulating a Humans Function

¿Qué cosa es esto? ¿Qué hace esto? La cibernética no pregunta Sino... Not What Is, but What Does it Do?

Grey Walter no trató de simular la forma física del cuerpo humano, como la hace un escultor, sino que quiso simular las funciones humanas. Simulating Human Functions

No como objetos, Procesos En otras palabras, el vió a los humanos Sino como... Not Objects, but Processes

Durante siglos, la gente diseñó máquinas que ayudaran a realizar tareas humanas y no sólo tareas que requiriesen poder muscular. Designs to Help with Human Tasks

Autómatas como las pequeñas figuras móviles de personas y animales que que salen de relojes cucú y de cajas de música fueron populares en el siglo XVIII, mientras que máquinas capaces de pensar fueron objeto de especulación mucho antes de la invención de la computadora electrónica. Automata

Las reuniones de la Fundación Macy 1946 – 1953 Desde 1946 a 1953 hubo una serie de reuniones para discutir ciclos de retroalimentación y causalidad circular en sistemas autoregulados. Las reuniones, auspiciadas por la Fundación Josiah Macy, Jr., eran interdisciplinarias a los que concurrían ingenieros, matemáticos, neurofisiólogos y otros. Macy Foundation Meetings

El presidente de esas reuniones, Warren McCulloch, escribió que esos científicos tenían muchas dificultades para entenderse entre ellos por que cada uno poseiaa su propio lenguage profesional. Professionals Speak Different Languages

Había discusiones tan acaloradas y eran tan exitantes que Margaret Mead, que asistía a ellos, un día no notó que se había quebrado un diente sino hasta después de la reunión. Margaret Mead Breaks A Tooth

Las reuniones posteriores fueron algo más calmadas, al tiempo que los asistentes desarrollaban un conjunto común de experiencias. Meetings Calm with Common Experiences

Esas reuniones, junto con la publicación del libro Cibernética de Norbert Wiener en 1948, sirvieron para establecer el terreno para el desarrrollo de la Cibernética, tal cómo la conocemos hoy. Laying the Groundwork for Cybernetics

He aquí una foto tomada en 1950 de cuatro de los primeros prominentes cibernéticos que usted ya conoce. De izquierda a derecha: Ross Ashby, del afamado homeostato, Warren McCulloch, organizador de las reuniones de la Fundación Macy, Grey Walter, creador de la tortuga Elsie; y Norbert Wiener, quien sugirió que el nuevo campo podría llamarse Cibernética. Prominent Early Cyberneticians

Neurofisiología + Matemáticas + Filosofía Warren McCulloch fue una figura clave en la ampliación de los alcances de la Cibernética. Aunque formado como psiquiatra, McCulloch combinó sus conocimientos de neurofisiología, matemáticas y filosofía para comprender mejor los sistemas muy complejos... Neurophysiology, Mathematics, and Philosophy

... El sistema nervioso humano The Human Nervous System

El creía que el funcionamiento del sistema nervioso podía ser descrito en el lenguage preciso de las matemáticas. Human Nervous System and Mathematical Equations

Por ejemplo él desarolló una ecuación que explicaba que, cuando un objeto frío como un cubo de hielo, toca la piel por un breve instatne, paradójicamente produce una sensación de calor en lugar de frío. Cold = Hot

Neurofisiología + Matemáticas + Filosofía McCulloch no sólo usó las matemáticas y la neurofisiología para entender el sistema nervioso, sino que también la filosofía – una rara combinación. Los filosófos y los científicos son considerados como personas con intereses muy separados- los científicos estudian lo real, concreto,... Neurophysiology, Mathematics and Philosophy

... Cosas físicas como las plantas... Plants

... animales,... Animals

... y minerales, mientras que los filósofos... Minerals

... Estudian cosas abstractas como ideas, pensamientos y conceptos. Abstract Ideas, Thoughts, and Concepts

Epistemología = Estudio del conocimiento McCulloch podía ver que había una conexión entre la ciencia de la neuroifisiología y la rama de la filosofía llamada epistemología, la cual estudia el conocimiento. Epistemology = Study of Knowledge

Mientras el conocimiento es usualmente considerado invisible y abstracto, Mc Culloch se dió cuenta de que el conocimiento se forma en un órgano físico del cuerpo: el cerebro. Knowledge – Formed in the Brain

Físico Abstracto Cerebro Mente Conocimiento La mente es en realidad el lugar de encuentro entre el cerebro y una idea, entre lo físico y lo abstracto, entre ciencia y filosofía. The Mind – The Meeting Place Between the Brain and an Idea

FilosóficoFísico Epistemología Experimental McCulloch fundó un nuevo campo de estudio basado en la intersección de lo físico y lo filosófico. El llamó epistemología experimental a este nuevo campo de estudio, el estudio del conocimiento a través de la neurofisiología. La meta fue explicar cómo la actividad de la red nerviosa resulta en aquello que experimentamos como sentimientos e ideas. Experimental Epistemology

Cybrneticá = Regulación de sistemas ¿Por qué es el trabajo de McCulloch tan importante para los cibernéticos? Recuerde que cibernética es la ciencia de regulación de sistemas. Cybernetics = Regulation of Systems

El cerebro humano es quizás el más sobresaliente de todos los reguladores, ya que regula el cuerpo humano y también muchos otros sistemas del entorno. Una teoría de cómo funciona el cerebro es una teoría de cómo se genera todo el conocimiento humano. Human Brain – The Most Remarkable Regulator of All

Mientras un cañón antiaéreo y un termostato son aparatos construidos por personas para regular ciertos sistemas, la mente es un sistema que se construye a sí mismo y se regula a sí mismo. Diremos más sobre esto en unos pocos minutos. Mind – Regulates Itself

Otros conceptos en cibernética Ahora que nos hemos tocado con alguna gente clave, con sus intereses y contribuciones, miraremos unos pocos conceptos adicionales en cibernética. Other Cybernetic Concepts

Ley de Requisito de Variedad Un concepto importante es la Ley de Requisito de Variedad. Esta ley establece que mientras más complejo se hace un sistema, el regulador de ese sistema debe también hacerse más complejo, dado que hay más funciones que regular. En otras palabras, mientras más complejo es el sistema a ser regulado, más complejo debe ser el sistema regulador. Law of Requisite Variety

Regresemos al ejemplo del termostato. Thermostat Example, Revisited

Si una casa sólo tiene un calentador, el termostato puede ser muy simple, ya que sólo controla un calentador. Furnace = Simplicity

Sin embargo, si la casa tiene un calentador y un acondicionador de aire, el termostato debe ser más complejo –tendrá más interruptores, perillas o botones- ya que tiene que controlar dos procesos: calefacción y aire frío. Furnace + Air Conditioner = Complexity

El mismo principio se aplica en organismos vivos. Los seres humanos tienen el sistema nervioso más complejo de los animales. Esto les permite ocuparse de muchas actividades diferentes y tener cuerpos complejos. Humans – Most Complex Nervous System

En contraste, animales como la estrella de mar.. Starfish System

... El pepino de mar,... Sea Cucumber System

... Y la anémona no tienen un cerebro centralizado, sino sólo una red nerviosa más simple, que es lo que se requiere para regular cuerpos y funciones más simples. En resumen, mientras más complejo es el animal, más complejo debe ser su cerebro. More Complex the Animal, the More complex the Brain

La Ley de Requisito de Variedad no sólo se aplica al control de máquinas y del cuerpo humano, sino que también se aplica en los sistemas sociales. Por ejemplo, para controlar la delincuencia no es necesario ni factible tener un policía por cada ciudadano, ya que no todas las actividades de los ciudadanos necesitan ser reguladas... Social Systems

... Sólo las ilegales. Por lo tanto uno o dos policias por cada mil personas, por lo general, proveerán toda la capacidad regulatoria requerida para regular las actividades ilícitas. Capability to Regulate

En este caso, la paridad entre el sistema regulador y el sistema regulado se logra reduciendo la variedad de este último y no a través de un aumento de la variedad del regulador. Es decir, en lugar de contratar muchos policías, simplemente decidimos regular menos aspectos del comportamiento humano. Regulation – Increase Complexity of Regulator and System being Regulated

Sistemas auto-organizables El sistema auto-organizable es otro concepto cibernético que diariamente vemos actuar. Un sistema auto-organizable es un sistema que se organiza más y más mientras marcha a una situación de equilibrio. Ross Ashby observó que todo sistema cuyas reglas de interacción o procesos internos no cambian, es un sistema auto-organizable. Self Organizing Systems

Por ejemplo, un grupo desorganizado de personas que espera... Waiting in Line

... un autobus convergerá en una fila, debido a la experiencia anterior de que las filas son prácticas y justas para obtener el servicio. Este grupo de gente constituye un sistema auto-organizable. The Line – A Self-Organizing System

Hasta una mezcla de aceite y vinagre is auto-organizable. Como resultado de agitar la mezcla -ilustrada aquí- esta se convierte, temporalmente, en un líquido homogéneo. Oil and Vinegar – a Self-Organizing System

Si dejamos que ese aderezo alcance su estado de equilibrio, la mezcla cambiará su estructura y el aceite y el vinagre se separarán automáticamente. Podríamos decir que la mezcla se auto-organiza. Oil and Vinegar - Equilibrium

La idea de auto-organización conduce a una regla general de diseño. Para cambiar cualquier objeto, ponga el objeto en un medio ambiente en que la interacción entre ellos cambie el objeto en la dirección deseada. Consideremos tres ejemplos... Self Organization Leads to a General Design Rule

Primero, para obtener hierro de un mieneral de hierro ponga el mineral en un ambiente llamado alto horno. En el alto horno se quema coke para producir calor. En el ambiente químico y termodinámico del alto horno, los óxidos de fierro se transforman en fierro puro. Self Organization Leads to a General Design Rule

Como segundo ejemplo considre el proceso de educación de un niño. Al niño se le pone en una escuela. Educating Children

Como resultado de la interacción con los profesores y otros alumnos, el nilño aprende a leer y a escribir. Educating Children, cont.

Un tercer ejemplo es el de la regulación gubernamental. Para regular sus asuntos, el pueblo de los Estados Unidos adoptó una Constitución que establece la existencia de tres ramas de gobierno. A través de la aprobación de leyes, el Congreso crea un ambiente de incentivos tributarios y penalizaciones legales que son ejercidas por el poder Ejecutivo. Regulation of Business by Government

Esos incentivos y penalizaciones son arbitradas por las cortes de justicia y alientan a los hombres de negocios para que encausen sus comportamientos en la dirección deseada. Regulation of Business by Government, cont.

En cada caso –el horno de fundición de hierro... Regulation of Business by Government, cont.

... la escuela con sus profesores y estudiantes... Regulation of Business by Government, cont.

... y la regulación de asuntos de gobierno pueden considerarse como sistemas auto-organizables. Cada sistema se organiza a sí mismo mientras se dirige al estado de equilibrio. Y en cada uno de los casos, se han usado conocidas reglas de interacción del sistema para producir el resultado deseado. Regulation of Business by Government, cont.

Trabajos recientes sobre autómatas celulares, geometría fractal y complejidad, pueden ser considerados extensiones del trabajo en auto-regulación iniciado a comienzos de los años sesenta.

Hasta aquí henmos hablado, principalmente de cómo la Cibernética nos puede ayudar a construir máquinas y a entender proceso regulatrios simples. Pero la Cibernética también puede ayudar a una mejor comprensión de cómo se genera el conocimiento mismo. Cybernetics – how Knowledge itself is Generated

Esta comprensión puede proveer un fundamento más firme para regular sistemas más grandes, tales como corporaciones empresariales, naciones,... A Firmer Foundation for Regulating Larger Systems

... y aún el mundo entero. Firmer Foundation for Regulating the Whole World

El rol del observador Role of the Observer

A fines de los años sesenta, cibernéticos tales como Heinz Von Foerster de los Estados Unidos,... Heinz Von Foerster

... Humberto Maturana de Chile,... Humberto Maturana

... Gordon Pask y,... Gordon Pask

... Stafford Beer de Gran Bretaña... Stafford Beer

Cibernética de segundo orden... empezaron a extender la aplicación de los principios de la cibernética para entender el rol del observador. A este énfasis se le llamó Cibernética de Segundo Orden. Second Order Cybernetics

Mientras la cibernética de primer orden trata con sistemas controlados, la Cibernética de Segundo Orden trata con sistemas autónomos. Dealing with Autonomous Systems

La aplicación de la cibernética a sistemas sociales exige poner atención sobre el rol del observador de un sistema quien...

... mientras trata de estudiar y entender un sistema social, no puede separase del sistema o impedir tener un efecto sobre él. Separating Man from the System

En la situación clásica, un científico que trabaja en un laboratorio se empeña esforzadamente en impedir que sus propias acciones afecten el resultado de un experimento. Sin embargo en la medida que nos movemos desde sistemas mecánicos hacia sistemas sociales, se hace imposible ignorar el rol del observador. Separating Man from the System, cont.

Por ejemplo, una cientista como Margaret Mead, que estudió pueblos y culturas, no podía impedir tener algún efecto sobre la gente que ella estudiaba. Margaret Mead

Puesto que ella vivía dentro de la sociedad que estudiaba, los habitantes, naturalmente, tratarían de impresionarla, complacerla y quizás, en algunas ocasiones, enojarla. Mead – Separating Man from the System

La presencia de Mead en esa cultura, alteraba esa cultura y a su vez aquello afectaba a la observadora. Mead – Separating Man from the System, cont.

Este efecto observador le hizo imposible saber cómo era la sociedad cuando ella no estaba allí. Mead – Separating Man from the System, cont.

Un periodista consciente estará siempre afectado por sus antecedentes y experiencia anterior, y por lo tanto necesariamente será subjetivo. Tampoco el periodista es capaz de obtener y comprender toda la información necesaria para dar cuenta completa y exacta de un evento complejo. News Reporters – Affected by Background and Experience

Por esas razones resulta sabio recurrir a varias personas diferentes para estudiar sistemas y eventos complejos. Sólo escuchando la descripción de varios observadores puede una persona lograr una impresión de cuanto la descripción de un evento es función del observador y cuánto del evento mismo. Wise to Have Several People Study Complex Systems

Mientras en los primeros días de la Cibernética ésta fue aplicada a sistemas que tenían metas externamente definidas, la cibernética de segundo orden se ocupa de sistemas que definen sus propias metas. Early Days – Cybernetics = Systems Seeking Pre-Defined Goals

Se focaliza en cómo los propósitos se construyen. Un ejemplo interesante de sistema que se desarrolla desde uno que tiene propósitos externamente definidfos a uno que define sus propios propósitos es el ser humano. Cuando los niños son aún muy jóvenes, sus padres les definen sus metas. Por ejemplo los padres normalmente desean que sus hijos aprendan a caminar, hablar y a tener buenas maneras. Now – How Purposes are Constructed

Sin embargo, mientras los niños crecen, ellos aprenden a fijarse sus propias metas y a perseguir sus propios propósitos, tale como decidir sobre su educación y metas de carrera profesional... Pursuing Goals and Purposes

... hacer planes de matrimonio... Pursuing Goals and Purposes, cont.

... y formar una familia. Pursing Goals and Purposes, cont.

Revisando lo aprendido vemos que tomamos nota de la cibernética a través del concepto de retro-alimentación. Cybernetics – 1st Noted for Feedback

El cuerpo humano es una fuente rica en ejemplos de cómo la retroa-alimentación permite a los sistemas auto-regularse, cosa que condujo al interés de los científicos en su estudio... Human Body – Rich Example of Feedback

... Y a simular actividades humanas; desde caminar hasta pensar. Studying the Human Body – Walking, Thinking, etc.

La Cibernética estudia las propiedades de auto-organización y se ha movido... Cybernetics – Studies Self-Organizing Properties

... desde un concepto incialmente referido a máquinas.... Cybernetics – Moved from Primary Concern with Machines

... hasta incluir grandes sistemas sociales. Cybernetics includes Large Social Systems

Aunque nunca podremos volver a los tiempos de Leonardo Da Vinci y dominar todos los campos existentes del conocimiento, podemos construir un conjunto de principios que subyacen en el comportamiento de todos los sistemas. Da Vinci – Can we Master all Fields and Existing Knowledge?

Y también la Cibernética nos dice que, porque el observador define el sistema que el quiere controlar, la complejidad es dependiente del observador. Complexity is Observer-Dependent

La complejidad, como la belleza, está en el ojo del observador. Complexity is in the Eye of the Beholder

Historiay Desarrollo de la Cibernética Traducida al Español por: Gabriel Ramirez Producida por: Enrico Bermudez Paul Williams Escrita por: Catherine Becker Marcella Slabosky Stuart Umpleby © 2006 The George Washington University: Credits