2017-02-14 Complejidad

  • Tres ejemplos de sistemas complejos (para el jueves 23:59)
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Redes sociales.

Una red social es una estructura que permite representar la organización social de un grupo de individuos a lo largo del tiempo. El comportamiento de estas redes no responde únicamente a la naturaleza de los actores que la conforman, sino también las interacciones y los flujos de información que surgen en su interior. Así pues, la estructura, el comportamiento y el conjunto de creencias asociados a una red social se ven afectados por nueva información que aparece como resultado de las interacciones, y por lo tanto, no es posible explicar su comportamiento únicamente a través del estudio aislado de sus componentes.

Redes eléctricas inteligentes

Las redes eléctricas inteligentes surgen a partir de la unión entre los avances en ingeniería eléctrica, almacenamiento energético y las tecnologías de información. Este tipo de sistemas intentan mejorar el proceso de generación y distribución de electricidad equilibrando las interacciones entre productores y consumidores. Así pues, y en el caso de contar con un contexto de operación descentralizado, la red debe estar en la capacidad de regular de forma autónoma los procesos de generación y distribución de electricidad adaptándose a condiciones de operación dinámicas y sin olvidar a los usuarios finales en la reglas que rigen el sistema. De esta forma, las interacciones entre los componentes cobran gran relevancia, ya que el que el comportamiento global de la red surge como la suma de interacciones locales entre componentes.

 

Ecosistema

Un ecosistema puede verse como un conjunto de seres vivos interactuando al interior de un habitad común. En este caso, existe una interrelación entre los recursos físicos,  los seres vivos (plantas y animales) y las cambios generados por fenómenos externos. La evolución y los cambios en un ecosistema surgen como el resultado de la suma de todos los aspectos relacionados con el habitad; desde la variación en los recursos disponibles, cambios en comportamiento de los seres vivos e incluso variaciones en el clima. En consecuencia, para lograr una comprensión de este tipo de sistemas es necesario considerar no solo sus elementos constituyentes sino también las interacciones entre ellos. .

Las redes eléctricas inteligentes, ¿actualmente existen o sólo son conceptuales?

Ya existen implementaciones, sin embargo hay mucho por investigar antes de lograr que sean tecnologías consumo. Lo interesante de este sistema, al igual que otros con naturaleza descentralizada, es que muchos de los mecanismos de control se contruyen a partir de la auto-organización.

El clima.

El clima es un sistema complejo por lo que su comportamiento es difícil de predecir, por una parte hay tendencias a largo plazo debidas, normalmente, a variaciones sistemáticas como las derivadas de los movimientos de rotación y de traslación de la Tierra y la forma como estos movimientos afectan de manera distinta a las diferentes zonas o regiones climáticas de nuestro planeta, las variaciones de la radiación solar o los cambios orbitales.

Los elementos constituyentes del clima son temperatura, presión, vientos, humedad y precipitaciones. 
https://prezi.com/xo5gvio9ijv3/el-clima-es-un-sistema-complejo-por-lo-qu...

Una computadora.

Es un sistema complejo dado que la interacción entre sus elementos (transistores, cpu,memoria, etc.) originan un comportamiento emergente y no puede explicarse en el estudio de sus partes aisladas, de igual forma es muy dificil predecir su evolución dinamica futura, es decir, practicamente imposible decir lo que pasará en determinado tiempo.

El sistema nervioso.

El sistema nervioso humano posee propiedades tales como memoria difusa y reconocimiento de patrones que funcionan de la misma manera en como funciona una computadora de transistores. Lo que comparten, son una estructura interconectada y formada por elementos individuales (neuronas o circuitos electrónicos) que interactúan para intercambiar información y modificar sus estados internos. Ello hace posible la emergencia de fenómenos globales y colectivos semejantes, sin que los detalles materiales del sistema sean del todo relevantes.
http://scifunam.fisica.unam.mx/mir/mundo.html
 

Los tres ejemplos me parecen pertinentes, aunque en el caso del clima y la computadora se debe tener claro cuales son las interacciones y cuales son los tipos de estas interacciones. De este modo se puede tener una pista de como se crean los fenómenos emergentes que hacen de estos sistemas, sistemas complejos. 

En el ejemplo de la computadora, no es claro el fenómeno emergente de la interacciones de los elementos del sistema. Esto es por que las interacciones de una sola computadora son de manera local. Por otro lado hay se puede ampliar el concepto de evolución dinámica futura en la computadora. Esto me parece más a un tema de hardware evolutivo.

Se puede considerar que el sistema inmunológico es un sistema complejo porque está constituído por un gran número de células que interactúan entre sí para defender al organismo contra agentes patógenos. Los anticuerpos son proteínas que se encuentran expuestas en la superficie de los linfocitos B y son estas moléculas las encargadas de reconocer a los antígenos. Esto quiere decir que la inmunidad de un organismo depende de que los linfocitos B tengan capacidad de reconocer cualquier agente patógeno y esto se logra mediante un proceso combinatorio en el que la alta tasa de recombinación en los genes que codifican los dominios de "reconocimiento" de las inmunoglobulinas (anticuerpos) genera gran diversidad molecular. Una vez que un linfocito B reconoce a un antígeno, éste desencadena la respuesta inmune, que más que tratarse de  un simple "ataque" al antígeno, involucra también un proceso de aprendizaje que permite reconocer a dicho antígeno sin necesidad del la generación de novo del anticuerpo por recombinación. Dicho lo anterior, la inmunidad se puede ver como un problema en un espacio no estacionario que genera información nueva (y no codificada genéticamente) cuando interactúa el sistema inmuinológico con el ambiente.  

Una colonia de hormigas puede pensarse como un sistema complejo puesto que la organización que la caracteriza resulta de la interacción de cada una de las hormigas con sus vecinas, sin que haya un agente central que la organice. Sin un agente central organizador, las hormigas generan comportamientos colectivos organizados siguiendo reglas simples de alcance local, lo que quiere decir que generan nueva información cuando interactúan (por ejemplo, la asignación de roles).

El lenguaje natural es un sistema complejo, constituido diversos elementos llamados palabras, que pueden o no tener significado por sí solas, y que al combinarlas bajo una gramática se generan unidades de significado de orden superior. De esta manera es que de la interaccción de los elementos se genera nueva información (nuevo contenido semántico).

Los ejemplos son acordes con los sistemas complejos. Me parece interesante el enfoque del sistema inmunológico. Me gustaría saber que pasa con el sistema cuando agentes externos como los antibióticos entran a participar en el sistema. El producto de estas interacciones deben tener un efecto en el comportamiento de este sistema.

En el ejemplo de las colonias de hormigas es evidente que la complejidad esta presente. Se puede pensar que una aplicación al enrolamiento de datos en redes inalámbricas puede ser una aplicación que funcione para mejorar el desempeño de la red.