Los autómatasAlgunas simulaciones tenían y tienen un fin lúdico, como los autómatas construidos por el griego Herón de Alejandría a principios de nuestra era.Los autómatas son ingenios mecánicos que realizan alguna función de manera autónoma. Por ejemplo, un reloj es un autómata, que sirve para medir el paso del tiempo. Los autómatas pueden desempeñar tareas simples y repetitivas, o bien tareas más complejas, admitiendo también algunos realimentación (con lo cual podrían cambiar su comportamiento).El autómata más antiguo que se conserva es el Gallo de Estrasburgo, construido en 1352, cuando se encontraba en el reloj de la catedral de esa ciudad movía el pico y las alas para señalar el paso de las horas. Los autómatas más impresionantes datan de los siglos XVII y XVIII. En algunos museos se contemplan actualmente los pocos ejemplos en perfecto estado que han sobrevivido. Pre-robots como el de Pierre Jaquet-Drotz, con su Pierrot el escribano un muñeco que, sentado a la mesa, redactaba una carta interminable. Se hicieron figuras de animales, como pavos reales o caballos, capaces de caminar y “comer.” Sin duda el más admirado de los autómatas de esa época fue el pato mecánico de Jacques de Vaucanson.
Pato de Vaucanson.El pato de Vaucanson era un autómata hecho en cobre que representaba un pato capaz de comer, beber, defecar y mover sus alas.La simulación como mecanismo de conocimientoNo todas las simulaciones tienen el entretenimiento como objetivo, en la mayoría de los casos se realizan simulaciones para tratar de comprender mejor algún fenómeno o para estudiar el comportamiento de algo que aun está por construir. Desde una perspectiva teórica o práctica estas simulaciones tienen un marcado interés económico, ya que a corto o a largo plazo influirán en los costes de producción de algún bien necesario para nosotros.La simulación es un medio utilizado por los investigadores científicos, los ingenieros, los economistas, los militares y muchos otros, para estudiar el comportamiento de aquello en lo que están trabajando, sin necesidad de utilizar los elementos a escala real o con la complejidad asociada al fenómeno real. De esta forma, un ingeniero de caminos no ha de construir una presa de hormigón de 100 metros de altura para comprobar su comportamiento (Si realmente resiste el empuje del agua o se derrumba bajo su fuerza), puede estudiar el comportamiento de una maqueta a escala reducida o realizar cálculos numéricos mediante el uso de potentes ordenadores que calculan la resistencia en las diferentes zonas de la presa bajo el efecto de diferentes alturas del agua en el embalse. De esta forma se reducen los riesgos económicos y los que podrían correr las personas que vivan aguas abajo de la presa.Para poder simular primeramente se ha de conocer algo de esos hechos que queremos imitar. Si se trata de obras de ingeniería, los diseños previos nos aportan toda la información necesaria para esa simulación. Si aquello a simular son fenómenos o seres naturales, la observación y la recogida de datos numéricos de sus características es imprescindible.La simple representación gráfica de la realidad no es una simulación, pero puede ser una herramienta para llevarla a cabo. A continuación podemos ver un ejemplo de esto.
La anatomía femenina según Leonardo da Vinci.El método científico de Leonardo se basaba fundamentalmente en la observación. Leonardo intentó comprender los fenómenos describiéndolos e ilustrándolos con mucho detalle, no insistiendo demasiado en las explicaciones teóricas. Sus estudios sobre el vuelo de los pájaros o el movimiento del agua son sin duda muy destacables.La formación inicial de Leonardo sobre anatomía humana comenzó mientras aprendía con el pintor Andrea del Verrocchio, quien insistía en que todos sus alumnos tuvieran conocimientos de anatomía. Como artista, pronto fue un maestro de la anatomía topográfica, realizando numerosos estudios sobre músculos, tendones y otras características anatómicas visibles.Los mecanismos de la simulaciónLas simulaciones parten frecuentemente de algún tipo de representación de la realidad. Los dibujos de Leonardo inspiraron a un numeroso grupo de científicos interesados en el funcionamiento del aparato circulatorio, digestivo, etc. Nuestro afán de conocimiento nos lleva a ello. Primeramente hemos de conocer como son las cosas, después estaremos interesados en investigar como funcionan y, por último, querremos saber porqué motivos son y funcionan de esta manera.Las representaciones no siempre son tan realistas como los dibujos de Leonardo, algunas son mucho más abstractas. Muchos fenómenos físicos se resumen mediante una ley, una fórmula matemática que relaciona varias magnitudes que intervienen en los mismos. Esta fórmula es la representación del fenómeno. Pongamos por caso la expresión que representa la energía potencial que tiene un objeto situado a una determinada altura.Ep = m · g · hEn la que m es la masa, g la constante de la gravedad y h la altura. Si usamos de esta fórmula para calcular la energía potencial que tiene una persona de 50 Kg de peso, situada a una altura de 40 metros del suelo, estamos iniciando una simulación. En este caso podríamos hacer una evaluación de los daños sufridos por esta persona en función de la altura desde la que podría caer.En este caso los cálculos son sencillos, pero otras expresiones matemáticas son mucho más complejas, por lo que para hacer simulaciones se utilizan supercomputadores que utilizan horas en realizar millones de cálculos. Los modelos matemáticos del clima que utilizan los meteorólogos, para predecir el tiempo, necesitan de estos grandes ordenadores. Las variables que intervienen en el estudio termodinámico de la atmósfera son muchas y producen expresiones matemáticas complejas.En los túneles aerodinámicos se ensayan (Se simula su comportamiento en la realidad) máquetas a escala de aviones, coches y otros vehículos. En los canales de olas se ensayan modelos tridimensionales de obras públicas marinas. para estudiar su comportamiento. Del mismo modo se utilizan maquetas de edificaciones para estudiar su exposición al Sol y al viento.La simulación utilizada en el entrenamiento de operadores de máquinas diversasPara ahorrar costes de formación se utilizan equipos que representan las condiciones de trabajo de los pilotos de avión, de los maquinistas de tren, los operadores de centrales eléctricas, etc. Estos simuladores se comenzaron a utilizar a comienzos del siglo XX para el entrenamiento de conductores de tranvía y pilotos de avión.A continuación se muestra un video sobre el proceso de entrenamiento para los cosmonautas rusos.Este otro video es de un simulador de la sala de control de una central nuclear.
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