lunes, 28 de septiembre de 2015

Grafeno

En el artículo titulado “Propiedades y aplicaciones del grafeno”, escrito por Rodríguez y Vasilievna el año 2008, se menciona que los nanomateriales han acaparado el interés de la investigación científica de las últimas dos décadas, debido al descubrimiento de propiedades disímiles a las que ofrecen los macromateriales, dando lugar al advenimiento de una nueva rama del saber científico: La nanotecnología. El espectro de posibilidades de su aplicación es de bastante amplitud y versatilidad tal que inauguran una verdadera revolución tecnológica. Novoselov y sus colegas, en el artículo publicado el año 2005 con el título “Cristales atómicos bidimensionales”, indican que nanomateriales es el nombre genérico con que se designa a las partículas de una dimensión igual o menor a una millonésima de milímetro. Pueden ser obtenidas a partir de diferentes elementos o compuestos químicos. El carbono, por ser el elemento más conocido e intrigante de la tabla periódica, es el que ha focalizado en mayor grado la atención científica a este respecto. El carbono tiene varias formas alotrópicas. Alotropía, en química, es la existencia, especialmente en el estado sólido, de dos o más formas estructurales moleculares o cristalinas de un elemento. Según Katsnelson, en el artículo escrito el año 2007 titulado “Grafeno: Carbón en dos dimensiones”, los alótropos del carbono pueden ser: (1) Tridimensionales, tales como el diamante y el grafito; (2) Bidimensionales, tales como el grafeno; (3) Monodimensionales, tales como los nanotubos; (4) Cero dimensionales, tales como los fullerenos. Esta alotropía tan extensa se debe a la capacidad de los átomos de carbono para formar redes muy complicadas y numerosas diversas estructuras.

En el articulo “El Grafeno y sus posibilidades de impacto en la industria minera” escrita el año 2014, el investigador Valdivia realiza un análisis del documento mencionando que la aparición del grafeno no es tan sorpresiva en el ámbito científico. Las últimas dos décadas el avance constante de la nanotecnología, aproximadamente desde mediados de los años noventa del siglo veinte, ha estimulado la generación de un sinnúmero de materiales con propiedades sorprendentes. La idea fuerza de la nanotecnología, verificada una y otra vez, es que al reducir el tamaño de los materiales a escala nanométrica, donde un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro, sus propiedades físicas y químicas varían notablemente respecto al mismo material pero de mayor tamaño. Estos objetos, de masa tan reducida y dimensiones de entre uno a cien nanómetros se denominan desde entonces nanomateriales. Algunos ejemplos notables de nanomateriales son los nanotubos de carbono, puntos cuánticos de semiconductores, nanofibras, nanoesferas metálicas, nanocintas, y otros.

Geim y Novoselov, en el artículo publicado el año 2007 con el título “El ascenso del grafeno”, mencionan que el grafeno es el bloque de construcción de otros materiales carbonáceos que se conocen desde hace más tiempo. El grafeno es un material bidimensional, una lámina compuesta de átomos de carbono enlazados en hibridación, ordenados en hexágonos regulares que se extienden a lo largo y a lo ancho conservando un átomo de espesor. Si esta lámina se enrolla se obtienen nanotubos de carbono de pared sencilla; si son varias láminas las que se enrollan a la vez serán nanotubos de pared múltiple; si la lámina de grafeno se envuelve como una pelota de fútbol se obtienen fullerenos, y si las láminas de grafeno se apilan como las hojas de un libro se obtiene grafito.

En palabras de Tronc y sus colegas, en el artículo publicado el año 1992 con el título “Transformación de hidróxido férrico en spinel por adsorción de hierro”, los nanotubos de carbono son conocidos desde el año 1991 cuando fueron identificados por el investigador Iijima, mientras que los fullerenos fueron obtenidos por Kroto, Heath, O’Brien, Curl y Smalley en el año 1985. Estos descubrimientos son relativamente recientes si se comparan con el del grafito, cuyo uso se remonta 6000 años atrás cuando en el este de Europa se comenzó a usar para decorar cerámica. Según Zhu y sus colegas, en el artículo escrito el año 2010 con el título “Materiales basados en el grafeno, grafeno y oxido de grafeno: Síntesis, propiedades y aplicaciones”, el grafito debe su nombre precisamente a su uso para escribir, graphein en griego, bien en la cerámica de hace seis mil años o con los lápices que aún se utilizan. El investigador Guo y sus colegas, en el artículo publicado el año 2011 con el título “Microcristales tetracaidecaedrales de magnetita: Síntesis, caracterización y estudio micro-Raman”, mencionan que en el año 1986 Boehm y colaboradores recomendaron el uso de la palabra grafeno para las láminas de carbón que componen el grafito. La terminación “eno” se usa para denominar hidrocarburos aromáticos policíclicos, aún cuando la raíz del nombre sea de origen trivial por ejemplo: naftaleno, antraceno, tetraceno, etc. En 1997 la “Unión Internacional de Química Pura y Aplicada” formalizó esta recomendación al incorporarla en el “Compendio de Tecnología Química”. En él se establece que “el término grafeno se debe usar solo cuando se discutan las reacciones, las relaciones estructurales u otras propiedades de láminas individuales”, descartando así el uso de términos como láminas de grafito, láminas u hojas de carbón, puesto que estas implican una estructura tridimensional que el grafeno no posee.

lunes, 14 de septiembre de 2015

Agentes conversacionales

En la tesis de maestría de Cobos, escrita el año 2013 con el título “Integración de un chatbot como habilidad de un robot social con gestor de diálogos”, se menciona que el uso de los agentes conversacionales o chatbots es bastante común, pues se han vuelto instrumentos de uso múltiples en disciplinas variadas, desde simples supervisores de conversaciones, atención al cliente, ayudantes, hasta mantener una conversación de cualquier tema específico con la capacidad de emular el diálogo que un usuario mantendría con un agente real. Los agentes son programas basados en inteligencia artificial, son entidades capaces de percibir su entorno, procesar lo que perciben y tener una reacción, es decir, una respuesta o actuar en su entorno de manera racional.

El investigador Pérez, en la tesis doctoral escrita el año 2014 con el título “Análisis y optimización de agentes conversacionales 3D para sistemas empotrados”, indica que en el ámbito de la inteligencia artificial existen dos grandes posturas que marcan el objetivo de las investigaciones en todos los campos en los que participa. La “inteligencia artificial fuerte” persigue la creación de máquinas conscientes, una verdadera “vida artificial”, mientras que la “inteligencia artificial débil” descarta esta posibilidad y sus pretensiones son más modestas; considera suficiente el que una máquina pueda actuar como si fuera inteligente. Estas dos visiones tan distantes han impregnado la investigación sobre sistemas conversacionales. La primera aproximación, referida a la inteligencia artificial fuerte, sería la de la percepción de los sistemas conversacionales como una simulación del lenguaje humano, con el objetivo de lograr una teoría completa y capaz de ser implementada en términos computacionales. La segunda aproximación, de la inteligencia artificial débil, con un perfil más ingenieril, es la construcción de interfaces hombre-máquina más naturales y fáciles de usar debido a la incorporación de la comprensión y gestión del dialogo hablado. El análisis realizado se complementa con el efectuado en el artículo escrito por Larsson, el año 2005 titulado “Sistemas de dialogo: Simulaciones o interfaces”.

Edlund y sus colegas, en el artículo publicado el año 2006 titulado “Dos caras de los sistemas de dialogo hablado”, mencionan que otro aspecto relevante que afecta al diseño e implementación del sistema conversacional es la metáfora que el propio sistema representa de cara al usuario. La metáfora “interfaz” considera que el sistema se percibe como una interfaz con la máquina, mientras que la metáfora “humana” hace que el sistema sea percibido como un ser humano. Durante las fases de diseño del agente conversacional se debe ser coherente con el tipo de metáfora que representa el sistema, ya que el tipo de diálogo que el usuario mantiene y espera de él es diferente en ambos casos.

Gracias a este reciente desarrollo en la tecnología de los agentes conversacionales, están surgiendo investigaciones que abordan la incorporación de aspectos “humanos” a estos sistemas, como pueden ser la personalidad, incorporada en el artículo de Galvao y sus colegas del año 2004 titulado “Persona-AIML: Una arquitectura para el desarrollo de chatterbots con personalidad”, y el uso de la intención, reportado en el artículo escrito por Neves y sus colegas el año 2006 con el título “IAIML: Un mecanismo para tratar la intencionalidad en chatterbots AIML”, o las emociones durante los diálogos, mencionado por Baldassarri y sus colegas en el artículo publicado el año 2007 con el título “Interacción emocional con actores virtuales a través de lenguaje natural”. Otro aspecto importante que se introdujo en tiempos relativamente recientes es la idea de dotar al agente conversacional de una representación física virtual, una encarnación, son los denominados ECAs, reportados en el artículo de Baldassarri y sus colegas escrito el año 2007 con el título “Motor de código abierto para agentes animados encarnados”. Estos agentes pueden consistir en simples caras animadas que hablan o ser mucho más complejos, con representaciones gráficas 3D de cara y cuerpo, incluyendo variaciones gestuales, sincronización labial, etc. Cerezo y sus colegas, en el artículo publicado el año 2007 con el título “Agentes virtuales 3D para el control de entornos inteligentes domóticos”, mencionan que entre otras aplicaciones, se están presentando estudios prometedores acerca del uso de este tipo de agentes como nueva forma de interacción en el área de los ambientes inteligentes.

Wooldridge y Jennings, en el libro publicado el año 1995 con el título “Agentes Inteligentes” mencionan que un agente conversacional es un programa de software que interpreta y responde a las declaraciones realizadas por los usuarios en lenguaje natural corriente. Se integra técnicas de lingüística computacional y la comunicación se puede establecer a través de Internet, mensajes instantáneos, correo electrónico, foros, etc. El término “agente conversacional” puede ser analizado por las dos palabras que lo componen. La palabra “agente” es un sistema software, el cual, viene definido por su flexibilidad, entendiendo por flexible que un agente sea: (1) Reactivo, responda al entorno en que se encuentra. (2) Proactivo, que sea capaz de intentar cumplir sus propios objetivos. (3) Social, sea capaz de comunicarse con otros agentes mediante algún tipo de lenguaje. Utilizando el Diccionario de la Real Academia Española, la palabra conversacional significa “Perteneciente o relativo a la conversación.”, entonces un agente conversacional es una entidad artificial diseñada para tener conversaciones con seres humanos u otros agentes conversacionales. Los agentes conversacionales son llamados chatbot, bots, chatterbots, Vpersonas o persona virtual. En la actualidad existen muchos agentes conversacionales con variadas características, utilidades, complejidad y capacidad de respuesta. Se puede encontrar desde sencillos chatbots pensados como juego y diversión, que pretenden responder de forma más o menos cómica, hasta otros muy complejos y técnicos en algún campo que tienen un uso práctico elevado o simplemente que han sido construidos con fines comerciales.

lunes, 7 de septiembre de 2015

Segunda parte Mapas genéticos

En el articulo “Mapeo de genes en peces: Un medio para un fin” publicado el año 2001 por los investigadores Danzmann y Gharbi, se menciona que el mapa genético o mapa de ligamiento de una especie es una representación del orden lineal de un grupo de genes o marcadores a lo largo del genoma, siendo la distancia entre loci adyacentes proporcional a la frecuencia de recombinación entre los mismos. Los marcadores ordenados se distribuyen en grupos de ligamiento, cuyo número debe corresponder al número haploide de cromosomas de la especie cuando el mapa tiene una cobertura genómica adecuada. En un proyecto genómico, estos mapas de ligamiento facilitan el marco de referencia para el ensamblaje a lo largo de los cromosomas de las secuencias brutas de acido desoxirribonucleico obtenidas en los programas de secuenciación genómica. Sakamoto y sus colegas, en el artículo publicado el año 2000 titulado “Un mapa de ligamiento de micro satélites de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss), caracterizada por grandes diferencias específicas del sexo en las tasas de recombinación”, mencionan que los mapas genéticos proporcionan por sí mismos importante información acerca de los genomas: Son esenciales para entender el comportamiento de los cromosomas y sus interacciones durante la meiosis; permiten la localización de elementos genómicos estructurales, marcadores moleculares y loci que influyen en caracteres mendelianos pero también la “disección genética de rasgos cuantitativos”, definidos por Lynch y Walsh, en el artículo publicado el año 1998 titulado “Genética y análisis de rasgos cuantitativos”, suministran estimaciones del tamaño genómico y posibilitan el estudio evolutivo mediante mapeo comparativo. Por ello, según Naruse y sus colegas, en el artículo publicado el año 2000 con el título “Mapa detallado vinculado de medaka, Oryzias latipes: Genómica comparativa y evolución del genoma”, en la mayoría de las especies, incluyendo los peces, uno de los principales objetivos de los proyectos genómicos ha sido la obtención de mapas genéticos o de ligamiento.

Danzmann y Gharbi, en el artículo mencionado anteriormente, señalan que los mapas genéticos son esenciales para la identificación y el seguimiento de genes o regiones genómicas de interés económico como los “loci de caracteres cuantitativos” para iniciar programas de selección asistida por marcadores moleculares. De acuerdo con Lee, en el artículo publicado el año 1995 con el título “Marcadores de ADN y programas de fitomejoramiento”, los mapas saturados facilitan información para la clonación posicional de genes, permiten la expansión directa del conocimiento del acervo genético a través de la correspondencia comparativa entre taxones y aceleran la identificación e incorporación de genes deseables en los cultivos al aportar pistas importantes para entender la base biológica de los caracteres complejos. El investigador Cornide, en el artículo publicado el año 1993 titulado “Marcadores moleculares, nuevos horizontes en la genética y selección de las plantas: Construcción de mapas genéticos en especies diploides”, señala que la elaboración de un mapa genético se realiza en tres etapas: (1) Determinación de los grupos de ligamiento, (2) Ordenamiento de los genes dentro de cada grupo de ligamiento y (3) Estimación de las distancias entre grupos de ligamiento con base en las frecuencias de recombinación observadas. Gepts y sus colegas, en el artículo publicado el año 1993 titulado “Enlaces en la cartografía del frijol común”, mencionan que una característica de los mapas de ligamiento genético es que la longitud del genoma, medido en centiMorgans, puede ser influenciado por el polimorfismo entre los progenitores, el número de marcadores y las frecuencias de recombinación. Entre otros la longitud del genoma de Phaseolus se estima en 1250 centiMorgans. Korstanje y Paigen, en el artículo publicado el año 2002 con el título “De loci de caracteres cuantitativos a genes: Comienza la cosecha”, señalan que la aplicación de los mapas genéticos para la detección de loci de caracteres cuantitativos, ha ofrecido resultados consistentes en diferentes especies. Los loci de caracteres cuantitativos se identifican dentro del genoma de una planta con base en el principio de asociación entre los marcadores moleculares polimórficos y el fenotipo de los individuos de una población de mejoramiento.

Según Tanksley, en el artículo publicado el año 1993 titulado “Mapeado de polygenes”, tres métodos ampliamente utilizados para la detección de loci de caracteres cuantitativos son: El análisis de un simple marcador, el mapeo por intervalos simple y el mapeo por intervalos compuesto. En palabras de Mora y sus colegas, en el artículo publicado el año 2008 con el título “Mapeo de loci de caracteres cuantitativos usando un enfoque multivariado” La mayoría de los métodos de mapeo de loci de caracteres cuantitativos usados actualmente se basan en la utilización del principio del mapeo por intervalos. El grado de localización necesario para los loci de caracteres cuantitativos individuales varía dependiendo de la característica y del locus estudiado. Tanto la selección asistida por marcadores moleculares como la separación de un loci de caracteres cuantitativos benéfico de uno deletéreo estrechamente ligado serán frecuentemente efectivas con la localización de un intervalo menor o igual a un centiMorgan. Sin embargo, según Funke y sus colegas, en el artículo publicado el año 1993 titulado “Cartografía física de una región en el genoma de la soja que contiene secuencias duplicadas”, el aislamiento de genes en intervalos cada vez menores es necesario debido a que las regiones del genoma de las plantas varían ampliamente en sus frecuencias de recombinación por megabase de acido desoxirribonucleico. De ahí que el grado de saturación con marcadores y la cantidad del mapeo fino requerido para cada loci de caracteres cuantitativos puede variar dependiendo del grupo de ligamiento y del número de loci de caracteres cuantitativos implicados.