Download ITUSERS-111-pags-46-48 - neuromorphic technologies

IT
INNOVATIONS
Revista de Alta Tecnología & Negocios
“El COMPUTADOR del
APOLO XXI y el EXODO
del SER HUMANO”
Por: FERNANDO JIMENEZ MOTTE*
46
www.itusersmagazine.today
IT
INNOVATIONS
El presidente Kennedy decretó en el año 1961 que
los Estados Unidos de Norteamérica (USA) pondrían
un ser humano en la luna en esa década. Esto colocó
una presión considerable sobre los ingenieros de
la NASA que se encontraban diseñando el Apollo XI
l diseño del Módulo de Excursión Lunar (Lunar Excursion Module, LEM) fue un reto extremadamente difícil
para la ingeniería de control de los años 60s, especialmente donde la capacidad computacional de esa época
era mucho menos potente que la actual.
E
Revista de Alta Tecnología & Negocios
El microprocesador 8088 que sirvió de base para el IBM PC,
lanzado en 1981, justo dos décadas después del viaje del Apolo
11 a la Luna, tenía ocho veces más memoria que el computador
de guiado (16k vs 2k del Apolo AGC)1.
El IBM PC XT corría a una velocidad de reloj vertiginosa de
4.077MHz. Eso es 0.004077 GHz. Internamente, la arquitectura de un microprocesador 8086 tenía 8 registros de 16 bits
disponibles para trabajar. Podía realizar un seguimiento de ocho
registros, mientras que el ACG sólo de cuatro.
En la actualidad un procesador de un Smartphone de 1000
mhz y 512 MB de RAM, tiene 100 mil veces más RAM que el
AGC - Apollo Guidance Computer (que corría a alrededor de
1 MHz). El reciente iPhone 6 lanzado al mercado por Apple
Computers opera a 1.4 GHZ y es capaz de realizar 3.36 billones
de instrucciones por segundo.
El computador de guiado del Apolo AGC a bordo del módulo lunar (LEM) ejecutaba instrucciones a una velocidad de alrededor
de 40 KHz (o 0.00004 GHz). La NASA tuvo acceso a algunos
de los más potentes ordenadores del día en esa época, cinco
modelos de computadoras de tipo mainframe IBM 360/75,
cada uno aproximadamente 250 veces más rápido que el AGC.
Corrían casi en modalidad 24/7, el cálculo de los datos y las
órbitas de elevación inicial, el seguimiento de datos biomédicos
durante la misión, y la realización de numerosos otros cálculos.
“El hombre llegó a la Luna con una capacidad computacional
120 millones de veces debajo que la de un IPhone sin embargo
nuestra civilización lo utiliza para chatear.”
El módulo lunar era un vehículo espacial de dos etapas diseñado
para el alunizaje durante el programa Apolo. Conocido primeramente como L.E.M., la idea inicial se debió a John C. Houbolt
del Centro de Investigaciones Langley, que lo presentó junto a
Charles Mathews del Marshall Space Flight Center el 6 de febrero
del 1962, como respuesta al programa de descenso lunar basado
en el encuentro en órbita del tipo L.O.R. del programa Apolo.2
La NASA solicitó ofertas para el desarrollo y construcción del
L.E.M. a 11 empresas aeroespaciales, asignando su construcción
finalmente a la compañía norteamericana Grumman Aircraft
Engineering Corporation, el 11 de marzo de 1963, construyéndose 20 unidades, 9 de las cuales eran vehículos de ensayo y el
resto unidades de vuelo.
En la actualidad, es posible emular este diseño utilizando el poder
de los computadores modernos así como el estado del arte de la
ingeniería de control digital y el uso de simuladores.
El Computador de Guiado (Guidance Computer AGC)
El sistema de control, guiado y navegación para el Módulo de
Excursión Lunar (LEM) estaba provisto por un sistema de datos
muestreados a partir de la información de los sensores hacia las
unidades de propulsión (Jet Propulsion Units).3
Definir el problema fue particularmente difícil para los diseñadores del computador de la nave espacial (On Board Guidance
Computer) mientras los otros diseñadores se dedicaban al diseño
de la nave espacial.
Inicialmente sabían que el computador debería ser lo suficientemente pequeño y ligero. Debería incluir una memoria de
lectura/escritura read/write y de sólo lectura Read Only Memory
[ROM]. La memoria read/write almacenaría data de los sensores
Pasa a la pág. siguiente
www.itusersmagazine.today
e
47
IT
INNOVATIONS
Revista de Alta Tecnología & Negocios
e Viene de la pág. anterior
(Sensor Data) y resultados temporales de las computaciones.
La memoria Read Only Memory almacenaría el programa de
guiado el cual tendría una capacidad de medio millón de bits
de almacenamiento.
Conforme el programa Apollo progresaba se le pidió a los ingenieros que el computador debería encajar en un espacio de medio pie
cúbico y cuyo peso debería ser menor a 75 libras. Un sketch del
computador de esa época reflejaría un esquema de una PC actual.
planeta para habitar de forma de asegurar la continuación de la
especie humana.
“Es imperativo para la humanidad dejar de mirar hacia abajo
hacia las redes sociales y volver a mirar arriba hacia las estrellas”
Referencias:
1. Apollo Guidance Computer Wikipedia
2. Apollo Guidance Computer NASA History office
3. Diseño de un sistema de datos muestreado para el módulo de excursión lunar
LEM Fernando Jiménez Motte.
Los ingenieros de esa época determinaron que para un control
preciso la data de los sensores requeriría 15 bits por palabra y
que debería almacenar 2000 palabras de valores de datos. Los
programadores determinaron que el programa de control requeriría alrededor de 37,000 palabras de almacenamiento si cada
palabra consistía de 15 bits.
Dada la tecnología de los comienzos de 1960, los ingenieros
consideraron implementar el computador enteramente con
transistores o aún con tubos de vacío. Sin embargo ambos podrían haber tomado más espacio y consumir más potencia que
los circuitos integrados disponibles actualmente. Hubiese sido
ideal que en dicha época se utilicen circuitos integrados pero la
tecnología de dicha época no los había diseñado aún.
El AGC, era lo más avanzado en su tiempo, tenía 2K words de
random-access RAM memory y 36K of read-only ROM memory1. Procesaba tareas a una velocidad de 1 MHz y su principal
programa se llamaba Colossus 249, un software encargado de
realizar los cálculos para los detalles del vuelo.
La memoria del sistema del computador de guiado del Apollo
consistía de una memoria de tipo read only memory utilizada
para almacenar el programa y memoria de tipo lectura/escritura
read/write para almacenar la data. El computador tenía que
almacenar 2048 palabras de 15 bits de datos en memoria de
tipo read/write.
El equipo tenía 2048 palabras de memoria RAM y 36.864 de
memoria ROM. La longitud de las palabras era de 16 bits.
Mientras el AGC era el que guiaba a los astronautas en la nave,
en la Tierra la NASA trabajó con enormes mainframes IBM “360
Model 75” para las comunicaciones con la nave y los cálculos
requeridos para lanzar al módulo lunar fuera de la superficie de
la Luna y enviarlo de regreso a la Tierra.
En los años 60s el ser humano miraba hacia arriba y hacia las
estrellas con una pasión inmensa por el misterio del infinito. La
capacidad computacional que le permitió el primer éxodo planetario a esta civilización no se encontraba en los computadores
de esa época sino en los cerebros y corazones de las personas que
trabajaron con mucha pasión para lograr este gran reto de la
tecnología de la humanidad de esa época y de toda la humanidad
que vivió esta gran hazaña.
Fernando Jiménez Motte
CEO Neuromorphic Technologies
Chief Data Officer CDO/CTO IT/USERS®
World Wide Expert in Technology and Product Management. Courtesy Instructor for UCF, USA, FL. Professor of Global Center Education GCE at USIL.
Professor and Researcher at PUCP and USMP. Former Director of Electrical
and Telecommunications Engineering Career at UPC. Former President, Vice
President and Director at NAP Perú appointed by Telefonica Empresas. He
reported results in Telefónica Empresas in the order of a $140 Million dollars
in the Telecommunication Sector as a Product Manager. His passion for Product Management, Product Development and scientific innovation have led
him to a successful career dedicated to obtaining outstanding results. He did a
Ph.D Course Work in Electrical Engineering at Florida Atlantic University,
USA, a Master in Electrical Engineering at the Naval Postgraduate School,
CA, USA, Project Management and Manufacturing Cost Strategies at the
California Institute of Technology, Caltech, USA. As a worldwide expert, He
has been recognized by the Gerson Lehrman Global Group and the Society
of Industry Leaders Vista Research USA. Member of International Neural
Network Society INNS. Recognized in the prestigious publications “2000
Outstanding Intellectuals” and “100 Top Professionals from IBC, UK and
“Great Minds of the XXI Century “, ABC, USA and Who’s Who in Science
and Engineering at the global level.
Millones de personas de toda el planeta sintonizaron sus televisores para observar la gran hazaña de la humanidad con mucho
más pasión que las actuales generaciones que vibran viendo a
jugadores de fútbol perdedores. Han transcurrido casi 46 años
y nuestra civilización mira hacia abajo, permanentemente hacia
redes sociales y realizando procesos rápidos y en muchos casos
sin mayor razonamiento alguno y principalmente para “chatear”.
El tiempo se está acabando para esta civilización la cual está consumiendo los recursos del planeta a un ritmo más acelerado del
que los repone. Nuestra civilización debe encontrar un segundo
48
www.itusersmagazine.today