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El departamento de Ingeniería Simple
Escrito por Leonel en Ingeniería, Interfaz de Usuario, Sociedad, Temas generales, Trabajo en equipo, Usabilidad, Video el Agosto 14th, 2010
Descubrí el sitio de TED (www.ted.com) y su excelente contenido de videos hasta hace poco, unos meses apenas. Se trata de una impresionante colección de charlas cortas, de menos de 18 minutos la mayoría, sobre temas variados, planteados de forma accesible y dictadas por personas exitosas de todos los ámbitos: deportivo, científico, social, empresarial, académico, cultural, industrial, educativo, etc.
Las charlas están organizadas por categorías lo cual facilita localizar los temas que a uno le puedan interesar. La categoría de ingeniería cuenta con 21 charlas al momento de escribir esta entrada, entre ellas una particularmente divertida y llena de sentido común, con una llamada a la acción, de Rory Sutherland: “Sweat the small stuff” título que hace referencia al dicho común norteamericano “don’t sweat the small stuff” (“no sudes por las cosas pequeñas”) para decir que no hay que preocuparse demasiado por las cosas pequeñas, lo que Sutherland rebate diciendo que precisamente hay que tratar de encontrar esas cosas pequeñas que tienen un gran impacto, a las que nadie le pone atención bajo el supuesto equivocado de que para que se obtengan beneficios grandes se debe gastar una cantidad enorme de dinero.
Los cuadrantes propuestos por Rory Sutherland, el de abajo a la derecha todavía no tiene nombre
En una gráfica donde el eje “x” representa el efecto de las cosas y el “y” el costo de ellas, Sutherland explica los cuatro cuadrantes resultantes. Arriba a la derecha están las cosas con grandes efectos y que cuestan mucho dinero, a las que llama “estrategia” y que son las que se supone que hacen los directivos y gerentes que ganan más dinero y tienen más presupuesto.
A la izquierda arriba están las cosas de poco impacto pero que cuestan mucho dinero, que arrancan risas de la concurrencia cuando Sutherland las llama “consultoría”. Lo “trivial” cae en el cuadrante de abajo a la izquierda pues no cuesta nada pero no tiene ningún efecto.
Abajo a la derecha están las cosas con muchísimo impacto pero sin costo, de las que usualmente nadie se ocupa porque erróneamente se piensa que hay que ocuparse de situaciones que requieran soluciones acorde al salario percibido y presupuesto disponible, de forma que si solucionar un problema no consume una cantidad significativa del presupuesto asignado entonces eso es un signo de que a eso no hay que ponerle atención.
Cosas como poner más sillas en los centros de atención al público, actualizar las noticias en el sitio Web de la organización, poner un rótulo adecuado que oriente a quienes visitan por primera vez una oficina, establecer un mecanismo sencillo, claro y conocido para obtener un nuevo bolígrafo, etc., etc.
Este cuadrante es tan poco atendido que Sutherland indica que no existe una palabra adecuada para referirse a él en inglés. Entre los comentarios de la charla se sugiere que “elegancia” podría ser lo más indicado o “simplicidad”. Las empresas deberían tener a alguien con mucho poder pero bajo presupuesto encargado de atender esas cuestiones, alguien a quien Sutherland llama el “director jefe de detalle”.
Una de las razones por las que me encanta esta charla es porque creo que el nombre correcto del cuadrante podría ser “ingeniería simple” y el encargado empresarial de este aspecto debería ser el “gerente de ingeniería simple”, aunque claro, lo del nombre es lo de menos, lo importante sería atender la idea.
La charla dura solo 12 minutos y 37 segundos, tiene subtítulos en español y en otros idiomas incluyendo inglés y definitivamente vale la pena verla.
Rory Sutherland: Sweat the small stuff. La charla dura 12 minutos y 37 segundo y vale la pena verla.
Una historia de tres juegos: programación en lenguajes para niños (IV de IV)
Escrito por Leonel en Ingeniería, Internet, Programación el Agosto 7th, 2010
Primer intento en SmallBasic. Se puede jugar controlando el movimiento del corredor con las flechitas del teclado. La versión local funcionaba bien, al subirla note ciertos fallos
Small Basic es un lenguaje de reciente invención. En este caso me refiero a la versión de Microsoft, ya que no hay que confundirlo con otro Small Basic que existe y que está disponible en Sourceforge.
La gente de Microsoft está haciendo un excelente trabajo en el desarrollo de este producto, con una buena idea en mente: devolver la diversión a la programación (Microsoft Small Basic puts the “fun” back into computer programming), pero hay que reconocer que todavía tiene camino por recorrer.
Small Basic no provee al programador con ninguna librería de imágenes prediseñadas, aunque es muy fácil cargar una imagen almacenada localmente o desde cualquier sitio de Internet con el objeto ImageList y luego mostrarla con el objeto Shapes. Se hace así:
CoPNG = ImageList.LoadImage("http://ingenieriasimple.com/smallbasic/Corredor01.png")
CoSh = Shapes.AddImage(CoPNG)
La primera instrucción carga la imagen y devuelve su nombre, que queda almacenado en la variable CoPNG, la segunda agrega la imagen cargada a la lista local de imágenes, la muestra en pantalla y devuelve un identificador de la imagen que queda almacenado en la variable CoSh.
De los tres lenguajes estudiados Small Basic es probablemente el menos intuitivo, las dos “fáciles” instrucciones recién listadas son un ejemplo. Pero una vez uno se ha familiarizado con los objetos disponibles, la verdadera diversión empieza, aunque no son pocos objetos, ImageList y Shapes son solo un par de una larga lista que incluye: Array, Clock, Controls, Desktop, Dictionary, File, Flickr, GraphicsWindow, File, Math, Mouse, Network, Program, Sound, Stack, Text, TextWindow, Timer y Turtle, además de los que el usuario decida agregar instalando complementos y para llegar a conocerlos hay que revisar la documentación que es muy buena.
Segundo intento en SmallBasic. Se corrigió la distancia a la que el corredor debe estar de los terrones para empezar a subir.
Además Small Basic provee al programador de “Intellisense” que es un sistema que en cuanto se empieza a escribir un comando, provee de ayuda inteligente, como complemento de la instrucción y sus parámetros, descripción del comando, ejemplos, etc. Sin eso la programación aquí sería más que complicada.
Siguiendo con el desarrollo del juego, procedí a preparar todas las imágenes que necesitaría para el programa. De un proyecto anterior tenía un archivo GIF animado de un corredor. El GIF almacena una imagen por cada etapa del movimiento, así que solo tuve que separar cada imagen para cargarla en el programa y luego mostrarlas y ocultarlas secuencialmente para dar la impresión de movimiento. El corredor jugaría el papel de la bolita de Rapid Roll, así que le programé movimiento permanente a la izquierda y derecha, controlado por las flechas del teclado y movimiento hacia abajo. Se dice fácil pero ¡vaya que no lo fue!
Cuando intenté poner en línea la primera versión descubrí que las imágenes GIF no funcionan y tuve que cambiarlas a formato PNG. La gente del foro de Small Basic me ayudó para ello y tengo que reconocer que están prestos a ayudar, lo cual es muy bueno. A ellos también les sirvió pues se enteraron que las imágenes GIF no funcionan y supongo que en alguna versión posterior lo arreglarán.
Small Basic provee un sistema de ayuda en línea llamado Intellisense con el que se facilita la programación
Decidí dibujar unos terrones triangulares para que jugaran el papel de las barras ascendentes de Rapid Roll. Luego les programé el movimiento permanente hacia arriba empezando desde una posición aleatoria en la parte baja de la pantalla, y luego moviéndose hacia arriba y al llegar al borde superior repiten.
Después agregué la programación para que el corredor se pare sobre los terrones y suba con ellos.
Parte de la dificultad de todo esto es que Small Basic no maneja simultaneidad, es decir no tiene instrucciones para ejecutar dos procesos simultáneamente, como Alice o Scratch. Lo más cercano es utilizar el evento Tick del Timer. Se le indica al Timer que emita un Tick cada 160 milisegundos (ese fue el número que mejor me funcionó) y se coloca todo el código que maneja el movimiento de todos los elementos en el manejador del evento. Nuevamente, se dice fácil pero…
El juego funcionó bien localmente pero al ponerlo en línea me encontré que se maneja con Silverlight (el producto de Microsoft que compite con Flash de Adobe) y tiene algunas idiosincrasias que me obligaron a modificar el código fuente local.
De los tres lenguajes usados encontré que Small Basic puede ser el más complicado, de hecho el juego quedó menos terminado en este lenguaje que en los otros dos. En todo caso, el experimento fue todo un éxito, aprendí, me divertí, saqué conclusiones y me quedaron ganas de seguir, así que ¡a programar!
Una historia de tres juegos: programación en lenguajes para niños (III de IV)
Escrito por Leonel en Ingeniería, Programación el Agosto 3rd, 2010
T-Rex que sabe caminar, es decir, se le programó un método Walk
De proyectos anteriores en Alice - que se llaman “worlds” o mundos en la jerga propia del lenguaje - tenía un dinosaurio T-Rex al que le había enseñado a caminar, es decir, le había programado el método “Walk” y como había quedado muy bien decidí que esta versión del juego estaría ambientada en el tiempo de los dinosaurios. El T-Rex sería ahora “la bolita” de Rapid Roll, nuevamente estaría en perpetuo movimiento hacia la izquierda o derecha, controlado por las flechas del teclado y cayendo.
Alice difiere de Scratch en que implementa de una forma más avanzada la programación orientada a objetos lo cual permite mayor interrelación entre objetos, un objeto puede tener subobjetos (las patas y brazos del T-Rex son subobjetos por ejemplo) y desde un método en un objeto se pueden llamar métodos de otros objetos, consultar sus propiedades o llamar a sus funciones, hay un objeto principal al que jerárquicamente pertenecen todos los demás que es el llamado World, entre otras cosas.
Primer intento del juego. Aquí el T-Rex solo cae a menos de que esté encima de un cuadro que sube.
Para hacer que el T-Rex responda a las flechas del teclado hay que programarle un método y luego asignarlo al inicio del evento “While ← is pressed” y lo mismo para “While → is pressed”. De hecho el método es el mismo solo se le pasa un parámetro para indicar hacia dónde debe voltear.
En Alice no se pueden dibujar nuevos objetos así que usé el objeto más parecido a una barra que encontré y este fue una especie de plancha cuadrada. El T-Rex va cayendo y su única opción es buscar pararse en cada una de las planchas conforme estas suben. Como dije antes, los juegos no quedaron tan parecidos al modelo.
Como me había gustado el papel que juegan los tiburones en la versión de Scratch, decidí implementarlo también aquí solo que usé tres mosasaurios (saurios marinos verdaderamente temibles) que salen del mar hacia arriba buscando comerse al pobre T-Rex. El primero está presente desde el principio y el resto se van agregando conforme avanza el juego.
También agregué una gran perilla giratoria a modo de temporizador, que se ve en el fondo del paisaje más o menos donde se vería el sol al final de la tarde. Le toma 30 segundos dar una vuelta y cada vez que la da el juego avanza un nivel. Alice tiene una propiedad verdaderamente útil para esto de avanzar de nivel: el “speedMultiplier” del mundo, basta con incrementarlo en 1 y se aumenta la velocidad de ejecución.
Puede llegar a ser bastante difícil jugar este juego en los niveles más altos y con los tres mosasaurios presentes.
Segundo intento del juego. Aquí ya aparecen los mosasaurios que acosan al T-Rex
Por último, cuando un mosasaurio logra pescar al T-Rex se abalanza ferozmente sobre su cuello y se revuelven juntos en un final de mucha acción y con la cámara acercándose cada vez más. Esto mismo no se habría podido hacer en Scratch o habría costado mucho más.
Intenté colocar en línea esta versión del juego pero Alice no es muy amigable para ello. Si tienen la suficiente paciencia para configurar su computadora para correr animaciones en Java de 3 dimensiones (hay que bajar varios componentes) pueden verlo en la sección de Alice de Ingeniería Simple. También puse el fuente en línea y un video en YouTube para que puedan examinarlo mejor.
Entonces le tocó el turno a Small Basic. Les contaré cómo me fue con este lenguaje relativamente nuevo en el siguiente post.
Una historia de tres juegos: programación en lenguajes para niños (II de IV)
Escrito por Leonel en Ingeniería, Programación el Julio 28th, 2010
Los programas en Scratch se forman con instrucciones que se acoplan unas a otras
Empecé programando en Scratch de MIT. Hay que recordar que en el MIT es donde trabaja Seymour Papert, el creador del lenguaje Logo y por ello de alguna forma Scratch se parece mucho a Logo, se puede decir que cada imagen en Scratch es como una tortuga de las de Logo y de hecho se comporta como tal.
Scratch viene con una extensa galería de imágenes listas para usar y además se pueden dibujar otras en una herramienta de dibujo incorporada. También es posible usar cualquier imagen de la computadora o bajada de Internet.
Empecé haciendo que el gato (que es la imagen que aparece al crear un nuevo proyecto) se colocara en el centro de la parte superior de la pantalla y de ahí se moviera permanentemente hacia la derecha o izquierda – controlado por las flechas del teclado – y hacia abajo, es decir nunca se está quieto. El gato sería “la bolita” de Rapid Roll pero sin opción a detenerse.
Luego agregué una barra horizontal de color azul y la programé para que se colocara en la parte de abajo en una posición aleatoria sobre el eje x y de ahí se moviera hacia arriba a una velocidad constante.
Aquí es donde las características de Scratch se empiezan a hacer evidentes. Cada imagen, que se llama “sprite” en inglés y “objeto” en español, tiene su propio espacio de programación totalmente independiente de los demás, la única opción de comunicación es enviar mensajes a todos con la instrucción “enviar a todos” (“broadcast” en la versión en inglés) con lo que se puede preparar un script en los otros objetos para que se ejecute cuando se recibe un mensaje particular.
Primera versión del juego
Scratch provee al programador con instrucciones especiales que son “sensores” que sirven para evaluar condiciones como si una imagen está tocando cierto color, cual es la distancia hacia otro objeto, si está tocando un borde, etc. Usando estas instrucciones coloqué una condición al movimiento hacia abajo del gato, de tal forma que cuando estaba tocando azul (es decir tocando una de las barras que suben) en vez de caer sube a una velocidad ligeramente mayor a la de las barras. Con esto logré el efecto deseado de que el gato cae permanentemente a menos que esté sobre una barra azul.
Luego fue tan sencillo como copiar la barra azul cuatro veces y obtuve otras cuatro barras que se comportaban de la misma forma. Esta fue la primera versión que coloqué en línea.
Segunda versión
Todavía no era un “juego” porque no había forma de “perder”. Entonces se me ocurrió agregar un mar que se bambolea en la parte de abajo, y cuando el gato llega al mar “se ahoga”, el gato debe evitar caer al mar porque al fin y al cabo a los gatos no les gusta el agua. Esta fue la segunda versión.
Pero aun faltaba un elemento más, algo que le diera emoción. Un tiburón saliendo del mar y subiendo con las fauces abiertas para tragarse al gato parecía buena idea, pero dos era todavía mejor. Uno de ellos aparece al principio del juego y el segundo se agrega 30 segundos después. Los tiburones se mueven un poco más rápido que las barras de forma resultan amenazantes para el gato. Agregué un efecto rápido de movimiento de los tiburones cuando “se comen” al gato, resultó divertido. Esta fue la tercera versión.
Versión final
Al final me sentí muy satisfecho con el resultado. Pude haberle agregado un montón de cosas más, como un marcador, niveles, ¡más tiburones! Pero me conformé con subir las distintas versiones previas del juego al sitio de Scratch de donde quienquiera que desee agregarles funcionalidad puede bajarlas y trabajarlas, lo cual por cierto es algo grandioso de Scratch, uno pone sus proyectos en línea muy fácilmente y recibe comentarios de otros usuarios. Es una auténtica red social.
Además el experimento continuaba con Alice, tenía que hacer el mismo juego - o similar - con Alice. De eso les cuento en el próximo post.
Una historia de tres juegos: programación en lenguajes para niños (I de IV)
Escrito por Leonel en Ingeniería, Programación el Julio 23rd, 2010
En una computadora como esta (Osborne, CP/M, 1981) aprendí a programar
Programar juegos de computadora puede sonar divertido pero para nada es trivial. Un buen juego es un excelente ejemplo de ingeniería simple: fácil de usar, divertido, entretenido pero con mucho esfuerzo y trabajo bien pensado como soporte.
La primera vez que intenté programar un juego fue cuando estaba en el bachillerato y aprendimos el lenguaje Basic para la Osborne, una de las primeras PC “portátiles”. Se trataba del famoso “tic-tac-toe” también llamado “equis y ceros”. Recuerdo que vi la película “Juegos de Guerra” (buenísima, un auténtico clásico de computadoras) y me impresionó porque se supone que usan el juego de Equis y Os para enseñarle a la computadora que no hay forma de ganar siempre, y por eso intenté programar ese juego. Ni qué decir que no funcionó, pero me hizo pasar muchas horas en el laboratorio del colegio.
La computadora jugando Tic Tac Toe en la película War Games
Desde entonces no había vuelto siquiera a intentar programar un juego hasta que empecé a usar los lenguajes para niños Alice, Scratch y más recientemente Small Basic. Como parte de una pequeña investigación sobre esos lenguajes decidí que era una buena idea intentar hacer el mismo juego en los tres ambientes y resultó divertido y revelador.
El juego que elegí como modelo se llama “Rapid Roll” que juego en mi celular de vez en cuando y es sobre una bolita que va cayendo y uno debe hacer que aterrice sobre barras que suben de forma que no llegue nunca al suelo. El juego se va haciendo más rápido y se complica pero es bastante entretenido.
Claro que mis versiones no quedaron iguales y ni siquiera se parecen tanto al “Rapid Roll” original, pero algo que aprendí de esto es que uno disfruta mucho jugando los juegos que uno mismo programa, así que también fue un experimento divertido.
De la investigación puedo comentarles que los tres lenguajes usan paradigmas de programación ligeramente distintos. Alice es muy cercano a lo que conocemos como “orientado a objetos”, Scratch es un lenguaje procedural donde cada figura se programa independientemente y Small Basic utiliza objetos pero solo como un mecanismo para acceder a ciertos recursos: la pantalla gráfica es un objeto, lo mismo que la de texto, el sistema de archivos y no puede tener más de un objeto de la misma clase.
Alice y Scratch implementan muy bien los mecanismos de ejecución simultánea mientras que en Small Basic lo natural es que todo vaya a un solo hilo de proceso. Y todavía hay más, pero mejor paso a contarles cómo me fue y qué pude lograr, pero eso será en el siguiente post.
Reactos, el sucesor de Windows
Escrito por Leonel en Ingeniería, Internet, Programación, Temas generales el Julio 19th, 2010
El escritorio de ReactOS
Por Juan Manuel
Editado por Leonel
ReactOS (React Operating System) es un proyecto de código abierto para crear un sistema operativo compatible con aplicaciones y controladores de Windows en general. Esto significa que se podrá instalar en una computadora común y corriente y podrá correr todos los programas que le sirven a un usuario de Windows.
Parte de su código está basado en el proyecto Wine, que es un esfuerzo similar para implementar todo el API de Windows (Application Programming Interface, el conjunto de funciones que hacen correr los programas de Windows) en ambientes Linux, de forma que Wine también se beneficia de los avances de ReactOS.
La historia
La utilidad de los sistemas operativos de Microsoft es indiscutible. Sin embargo, el tema de las licencias – o la falta de ellas – siempre significó una dificultad más o menos importante. Las alternativas existentes nunca fueron totalmente compatibles y ni siquiera estaban ampliamente disponibles.
Por ello desde el principio siempre flotó en el aire la idea de un sistema operativo 100% compatible y 100% libre. Muchas personas sabían que esto era posible.
En 1996 un grupo de programadores comenzaron un proyecto llamado Freewin95 el cual consistía en implementar un clon de Windows 95 pero completamente libre, sin embargo éste atravesó por una serie de problemas cuando solo se había implementado la capa compatible con MS-DOS. Para 1997 el proyecto no había lanzado ninguna versión así que los miembros del proyecto coordinados por Jason Filby lo reiniciaron completamente y cambiaron el núcleo del sistema compatible con MS-DOS y de ahí en adelante lo basaron en uno compatible con Windows NT ya con el nombre actual (ReactOS).
El cambio de MS-DOS a Windows NT fue una buena idea ya que este último fue el primer sistema de Microsoft que no corría sobre DOS, de la misma forma en que las versiones más recientes – XP, Vista, etc. – tampoco necesitan más de DOS.
¿Clon de Windows?
Definitivamente que no. ReactOS es un sistema operativo compatible con Windows. Una importante diferencia es que no se trata de un sistema cerrado sino abierto (open source) en el que cualquier persona tiene acceso a revisar los fuentes en caso de errores o funcionamiento inadecuado, lo cual no sucede con su contraparte comercial de código cerrado.
También es importante tomar en cuenta que no se necesita ninguna licencia para instalar y ejecutar ReactOS.
Situación actual
Después de 10 años trabajando en el desarrollo del producto, ReactOS se encuentra actualmente en su fase de pruebas alfa, es decir, en pruebas que se realizan por usuarios en ambientes controlados por los desarrolladores. Las razones son varias, pero vamos a comentar dos como principales. Primera: el código del modelo que se está intentando copiar (Windows) es cerrado, de forma que no hay manera de revisar cómo ha sido implementado, el alcance de sus funciones y el comportamiento exacto de cada porción de código. Es como intentar emular una caja negra, el comportamiento debe ser igual pero la única forma de conseguirlo es probando qué resultados se obtienen para el mayor rango posible de entradas. Segunda: trabajar en un sistema operativo es una tarea increiblemente compleja y los programadores que la realizan ofrecen su tiempo de forma voluntaria sin ningún cargo, lo cual no significa que no estén comprometidos con el proyecto, pero no necesariamente es tu tarea prioritaria.
La primer versión de ReactOS vio la luz el 25 de enero de 2004 y la más reciente (0.3.11) el 16 de diciembre de 2009, se espera que pronto se llegue a la versión 0.5 ya considerada como beta, es decir, liberada para pruebas fuera de los ambientes controlados por los desarrolladores.
¿Desea probarlo?
Estudiantes, investigadores, centros educativos, laboratorios, etc., que deseen probar ReactOS pueden obtenerlo en su dirección oficial: http://www.reactos.org/ que contiene una sección de descarga. Se recomienda utilizar algún paquete de virtualización – como VirtualBox -, instalar una máquina virtual y trabajar en ella, de forma que cualquier fallo afecte lo menos posible.
Se puede seguir las instrucciones que se proveen aquí:
http://reactos.wordpress.com/2008/11/12/instalar-reactos-037-en-virtualbox-sobre-windowsxp/
http://reactos.wordpress.com/2008/11/15/instalar-reactos-037-en-virtualbox-sobre-windowsxp-ii/
Puede que el título de “sucesor de Windows” suene un poco ambicioso para ReactOS, pero en el fondo, y pensándolo un poco más allá de lo obvio, hay que reconocer que el modelo de software libre y abierto sobre el que se construye ReactOS bien puede ser el verdadero sucesor del modelo comercial detrás de Windows.
Los ingenieros y las matemáticas (III de III)
Escrito por Leonel en Ingeniería, Matemáticas el Febrero 18th, 2010
Los conocimientos matemáticos quedan en la mente y ayudan a formar una especie de sexto sentido que permite reconocer patrones de aplicación
Decíamos en el artículo anterior que el ingeniero dispone por su formación, de un bagaje de conocimientos matemáticos que persisten latentemente en su intelecto. Están a la espera de saltar sobre el problema ideal para ellos, de la misma forma en que una ficha de dominó está lista en las manos del jugador experto para ser utilizada en el momento justo cuando el juego ha alcanzado una determinada condición, o como la pieza de un rompecabezas que parece no encajar en ningún lugar al iniciar el armado, pero que luego se ve que ajusta perfectamente y ayuda a entender la imagen completa.
Ahora bien, como sucede con los atletas, que deben ejercitar todos los músculos de su cuerpo, aunque no tengan una conciencia clara de cuál es el papel de cada uno en las competencias, también el ingeniero no debe conformarse con aprender “en teoría” la matemática, ni siquiera con “entenderla bien”. Es necesario ejercitarla ampliamente.
De ahí se deriva el constante bombardeo de hojas de trabajo, ejercicios, tareas, problemas, exámenes, etc., con el que los jóvenes estudiantes de ingeniería son a veces mortificados hasta el agotamiento.
Todo para asegurar que cuando la identidad trigonométrica, la técnica de derivación o integración, la función biyectiva o la demostración matemática adecuada sean requeridas estén listas y prestas en la caja de herramientas mental del ingeniero.
Y de la misma forma en que en el atleta los ejercicios que realiza en sus mejores años deportivos dejan una huella permanente en su constitución corporal aunque posteriormente cambie sus hábitos y actividades por otros más sedentarios, en el ingeniero también queda una huella intelectual de todos esos problemas y retos de análisis matemático que realizó en sus años de formación y conforman una especie de sexto sentido con el que percibe de forma ligeramente diferente los hechos y situaciones que se le presentan.
El ingeniero busca llevar los problemas al plano numérico con la dimensión y la medida, y con ello lograr la optimización, la eficiencia, la eliminación del desperdicio, y el funcionamiento ideal.
Ojo que al decir esto no pretendo afirmar una supuesta superioridad de las profesiones de ingeniería sobre las demás, de ninguna forma. Cada rama del saber y sus profesionales aportan su particular perspectiva a cada problema y situación de la vida humana y estas son complementarias, pero precisamente por eso es importante que cada cuál sepa lo que se espera que aporte.
También hay que hacer una distinción específica respecto de los matemáticos y físicos “puros”. A pesar de tener énfasis parecidos en el análisis numérico, a los ingenieros se les exige la constante aplicación práctica de sus conocimientos, el conocimiento y uso de las técnicas actuales, el desarrollo o implementación de tecnología siempre que haga falta y la preferencia de la solución particular sobre la general si esta última no es necesaria para resolver el problema que se tiene entre manos. Cuando físicos y matemáticos se emplean en la industria en labores de ingeniería usualmente también se adhieren a estos parámetros, mientras que si lo hacen en actividades de investigación entonces privilegian la búsqueda de soluciones generales. Claro que esto se podría matizar un poco y explicar de otra forma, pero para las intenciones de este artículo, esta exposición debería ser suficiente. De hecho ahondar entre la diferencia entre científicos e ingenieros merece un artículo especial y de alguna forma ya fue intentado en este blog con el chiste del matemático, el físico y el ingeniero.
Podrían hacerse muchas más observaciones sobre el uso de las matemáticas en la ingeniería, de momento dejaremos aquí estas reflexiones, sin embargo, debido a que toca la naturaleza misma de la profesión, seguramente volveremos sobre ellas en el futuro.
Los ingenieros y las matemáticas (II de III)
Escrito por Leonel en Ingeniería, Matemáticas el Febrero 15th, 2010
El plan de estudios de todo ingeniero contiene una mezcla de diversas disciplinas matemáticas y debe estar balanceado y adecuado a la rama profesional
Comentábamos en el artículo anterior que por siglos el cálculo ha sido una parte integral de la vida de los estudiantes de ingeniería. Pareciera que se trata de un sustrato ineludible para todas las ramas de ingeniería.
No creo que sea posible disculpar de su estudio a los ingenieros mecánicos, eléctricos, químicos, agrónomos, civiles, entre otros.
Pero algunas ramas modernas de la ingeniería, que se derivan o se relacionan fuertemente con la revolución tecnológica de la segunda mitad del siglo XX – la invención del transistor, el desarrollo de las computadoras digitales, los lenguajes de programación, etc. – parecieran mejor servidas si enfatizan sobre todo la matemática que se relaciona con los conjuntos numerables o contables: las matemáticas discretas.
Ingenieros de sistemas, informáticos, electrónicos, de telecomunicaciones, etc., tienden a analizar el mundo desde una perspectiva discreta y amparados por tecnologías digitales.
Se puede argumentar, también desde la física cuántica moderna, que en última instancia las variables discretas modelan de forma más coherente (que no necesariamente es lo mismo que más exacta, más adecuada o más conveniente) el universo y sus fenómenos que las variables continuas o analógicas.
También se puede argumentar que el ingeniero hoy en día – y aquí no importa de qué rama de la ingeniería se hable – utiliza sobre todo técnicas y métodos numéricos, que son aproximados y están basados en algoritmos que se ejecutan en computadoras digitales.
Esto quiere decir que a pesar de que para muchos problemas comunes está disponible una solución analítica exacta, la rapidez y amplia disponibilidad de las herramientas digitales (computadoras) hacen que se acuda a la solución aproximada preferentemente.
Por ejemplo, si se necesita calcular la potencia de entrada para una bomba de agua que bombea hacia un pozo de petróleo, se puede obtener la solución exacta calculando afanosamente o se puede hacer uso de un software que proporciona la respuesta en base a un conjunto de parámetros estándar, que es más rápido y tiene menor probabilidad de error.
La matemática aplicada que el ingeniero aprendió y que le permitiría resolver ese problema particular se queda sin uso inmediato.
Ahora bien, decía el Dr. Antonio Guillot que la diferencia entre el ingeniero y el maestro de obras es que este último sólo sabe que la mezcla fragua, pero el ingeniero debe saber por qué fragua. El maestro de obras tiene un conocimiento que le resulta muy eficaz para realizar un determinado conjunto de obras, pero cuando se excede ese grupo, en obras donde la incertidumbre sobre el procedimiento correcto es mayor, entonces se necesita el conocimiento más avanzado del ingeniero, no porque éste sepa exactamente cuál es la forma correcta de hacer la obra, sino porque se asume que tiene las herramientas cognoscitivas necesarias para encontrar el mejor procedimiento.
Lo que esto quiere decir es que esa matemática “no utilizada” en realidad está ahí a la espera de encontrar el momento justo en que debe ser aplicada, no necesariamente de una forma operativa sino como el reconocimiento de un patrón de cálculo que requiere medidas especiales para producir resultados coherentes.
Hablaremos de este “sexto sentido matemático” en el próximo artículo.
Los ingenieros y las matemáticas (I de III)
Escrito por Leonel en Ingeniería, Matemáticas el Febrero 10th, 2010
El catedrático de matemáticas usualmente es cuestionado sobre la utilidad de los conocimientos y la motivación para estudiar la clase
Tarde o temprano teníamos que hablar de este tema. No es posible escribir un blog sobre cuestiones de ingeniería sin tocar eventualmente el tema de las matemáticas. También ayuda el hecho de que en el segundo semestre de 2009 di un curso de matemáticas precisamente, así que tuve tiempo para reflexionar sobre esta cuestión.
Fue un curso de Matemática Discreta, donde se abordan temas sobre los conjuntos numerables y la teoría y las técnicas de conteo. Esta matemática es fundamental para ciencias de la computación y es válido reconocer que mucho del desarrollo de la informática moderna tiene sus bases en los conceptos que se estudian en esta rama de la ciencia de las cantidades.
Y como siempre los alumnos preguntan ¿y esto para qué nos va a servir? El catedrático se ve cuestionado no sólo en la utilidad de los conocimientos impartidos sino en la mismísima motivación para siquiera interesarse por estudiar estos temas.
Así que, reconociendo de antemano que será necesario tocar temas un poco arduos y probablemente polémicos, voy a abordar el tema de las matemáticas en ingeniería.
Sin más: el ingeniero debe estudiar matemáticas. No hay otra manera de formar adecuadamente el pensamiento analítico, el rigor demostrativo, el sentido de la exactitud – y el de la aproximación aceptable también –, la objetividad numérica, la propensión a la medición, y tantas otras cualidades de los buenos ingenieros.
El punto a veces es entonces ¿qué matemática? Porque hay tantas ramas en esta ciencia que los diseñadores de planes de estudio en ingeniería pasan verdaderos problemas para decidir qué sí y qué no se incluirá en la carrera.
Por siglos se ha considerado que el cálculo – diferencial e integral – es básico en ingeniería. Pero ¿cuántos ingenieros conocemos que se pasen el día haciendo derivadas y resolviendo integrales en su trabajo? Además de los que son profesores universitarios, la respuesta es pocos (poquísimos).
Lo interesante del asunto es que quienes más desarrollan las áreas técnicas de la ingeniería durante su vida profesional, o quienes buscan especializaciones más avanzadas o estudios de doctorado, son precisamente quienes requieren del cálculo como herramienta cotidiana.
Entonces, de alguna forma se puede decir que quienes encarnan el ideal del ingeniero técnico, enfocado en solucionar los más difíciles problemas de ingeniería, son también quienes más utilizan las herramientas matemáticas.
La respuesta a la pregunta es entonces bien sencilla. ¿Para qué le sirve la matemática al ingeniero? Si se dedicará a administración y gerencia, las habilidades de análisis, demostración, cálculo y procedimientos matemáticos le aportarán un importante valor a sus productos intelectuales, que serán más difíciles de conseguir para profesionales de otras ramas. Y si decide enfocar su ejercicio profesional en solucionar problemas técnicos de “ingeniería pura”, las matemáticas serán su pan diario.
Las otras preguntas son un poco más complicadas. ¿Qué matemática incluir en el pensum de estudios? ¿Qué matemáticas van mejor con qué ramas de la ingeniería? ¿Cuáles son las que son tan fundamentales que no pueden disculparse en ningún ingeniero? Dejaremos estas preguntas para el siguiente artículo.
El chiste del ingeniero, el físico y el matemático
Escrito por Leonel en Diseño, Ingeniería el Enero 5th, 2010
Un granjero desea averiguar el volumen de una vaca
He recibido chistes de ingenieros varias veces por email y seguramente quienes leen esto conocen algunos más (y apuesto que un mayor número sobre abogados, creo que… ¡ellos se lo buscaron!). Pero hubo uno que me enviaron que me gustó mucho porque en mi opinión refleja de forma bastante exacta algo que podríamos llamar el sentido práctico que nos caracteriza.
Un ingeniero, un matemático y un físico llegan de visita a una granja y el granjero les pide que midan el volumen de una de sus vacas.
El ingeniero llena de agua un depósito, mete a la vaca dentro, mide el volumen de agua desplazado y da la respuesta.
El matemático construye un modelo parametrizable en base a la altura del bovino y distancia desde la cabeza a la cola, hace un programa en C++ y lo presenta al granjero como solución general con la que puede averiguar el volumen de todas las vacas que quiera con un error de sólo 5%.
El físico inicia su razonamiento así: “supongamos que la vaca es esférica…”.
Claro, es un chiste, y de ninguna manera se puede asumir que corresponde exactamente a la realidad, pero me parece que refleja muy bien la formación y preparación que cada profesional recibe.
El ingeniero sumerge la vaca y mide el volumen de agua desplazado
El ingeniero está constantemente resolviendo problemas concretos y particulares. Por ejemplo, un edificio, una carretera, un sistema informático, una planta de procesamiento, un vehículo o sumergir una vaca en un depósito para medir su volumen, son soluciones concretas a problemas particulares, ninguno soluciona de forma general el problema habitacional, de transporte, de proceso de información, de producción, etc. Físicos y matemáticos, por el contrario, buscan soluciones generales aplicables a todos los casos, probablemente con métodos y herramientas diferentes, pero similares en cuanto al objetivo.
La solución parametrizable del matemático resuelve el problema general
Un físico o un matemático podrían construir un edificio, lo mismo que un ingeniero podría desarrollar una teoría que funcionara como solución general a un tipo de problemas, pero no es lo usual ya que no es lo que corresponde a su preparación.
El físico inicia su razonamiento diciendo: supongamos que la vaca es esférica...
En conclusión, este chiste, como muchísimos más nacidos del ingenio y chispa humanos, contiene una percepción bastante acertada acerca de ingenieros, físicos y matemáticos.
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