Què hi ha darrera del núvol informàtic?

Un dels centres de dades de Microsoft a Quincy (Washington) en un terreny que ocupa l'equivalent a 30 illes de l'Eixample

Sovint es parla del "núvol" en informàtica com una cosa etèrea on podem allotjar els nostres programes i fitxers informàtics. Però, quin substracte físic té el núvol? Com veieu els centres de dades que el sostenen són megainstal.lacions, són les fàbriques del segle XXI de les economies avançades i com a tals consumeixen una considerable quantitat d'energia. Per això sovint estan prop d'on es pot obtenir energia barata com a la vora del riu Columbia on a més del centre de dades de Microsoft hi ha un de Yahoo i un de Dell. L'energia hidroelèctrica és molt fiable, però, tot i així, Microsoft ha equipat el seu centre amb 40 generadors diesel gegantins perquè el servei per internet no es pot interrompre mai.  La companyia hidroelèctrica ha hagut de construir una subestació per a Micrsosoft que podria facilitar corrent a 29.000 cases americanes (que com sabeu per les pel.lícules no són  precisament petites).

Com veieu, l'email i els altres serveis d'internet no són, des del punt de vista energètic, tan eficients com sembla.

Curiosament, encara que l'energia hidroelèctrica està considerada per molts una energia neta i renovable, en els darrers anys s'han suprimit als E.U.A. més de mil preses.  Interfereixen amb el moviment dels salmons, causen pérdua d'oxigen en l'aigua, presenten riscos de trencament per envelliment, tenen una capacitat disminuïda d'emmagatzemar aigua degut als sediments acumulats, interrompen el flux normal dels rius, etc...

Els emprenedors americans

Elon Musk, cofundador de Paypal, Tesla i Space X




Tesla, un esportiu d'alta gamma totalment elèctric, accelera de 0 a 100 en  menys de 4 segons


L'estat espanyol i Catalunya tenen emprenedors. Per posar uns exemples de persones que, començant de zero, han arribat molt amunt tenim Isaac Andik (Mango) i Amancio Ortega (Zara), aquest darrer és un dels homes més rics del món.

No obstant, crec que als E.U.A. trobem emprenedors que estan en una altra categoria perquè s'han fet famosos en diferents camps i han retornat a la societat una bona part del que n'han obtingut. Paul Allen, per exemple, cofundador de Microsoft esponsoritza la recerca d'intel.ligència extraterrestre amb nombrosos radiotelescopis, ha fundat el Allen Institute for Brain Science i ha reclutat a Christof Koch per a dirigir-lo. Koch va col.laborar amb Crick (el codescobridor de l'ADN) en l'estudi de la consciència i és un dels científics que ha fet que l'estudi de com emergeix la consciència a partir de la matèria sigui un respectable camp d'investigació.  Tots coneixem també la tasca de Bill Gates en la fundació Melinda and Bill Gates en diverses malalties, entre elles la malària.

Avui us parlaré d'Elon Musk, sudafricà que va emigrar a Canadà als quinze anys. Va treballar en granges i fusteries fins que es va matricular a la Queen`s University d'Ontario. D'allí va passar a la Pennsylvania State University i es va llicenciar en econòmiques i física per a seguir un doctorat en física a Stanford que no va acabar perquè va fundar Zip2, empresa que va vendre a Compag per 300 milions de dòlars. Quan era a la universitat ja va identificar els tres sectors claus de futur on ell volia contribuir: internet, energia sostenible i exploració espacial. 

Més tard va confundar PayPal i desprès de vendre-la ha fundat Tesla Motors, Space X, Solar City i Everdream (un centre de dades).  Entre els seus projectes futurs hi han: un avió comercial del tamany d'un Boeing que s'enlairarà verticalment, una connexió anomenada Hyperloop que enllaçarà el centre de San Francisco i el de los Angeles en trenta minuts i una colònia humana a Mart en 10 o 15 anys. Una activitat tan frenètica ha tingut impacte en la seva vida emocional.  Ja s'ha divorciat dues vegades i encara que diu necessitar una companya sembla que no l'hi pot dedicar més de 10 hores a la setmana.

Amb tots els seus defectes (hi ha molts empleats que l'admiren, però altres que el critiquen), no hi ha dubte de que Musk és una persona excepcional. Space X és una companyia que fa beneficis, és la primera companyia privada que ha posat un coet a l'espai i té importants contractes amb la Nasa per enviar cargaments i astronautes a l'estació espacial. La seva riquesa s'estima és de 2.000 milions de dòlars. Té 41 anys.

Robòtica i altres avenços tecnològics

 

Baxter, un robot de l'empresa Rethink Robotics, especialment dissenyat per a poder treballar amb humans

 

 

 

Aquest dibuix il.lustra el possible llançament inaugural dels propers campionats mundials de futbol a Brasil (2014) per part d'un adolescent paraplègic ajudat per un exoesquelet

 

Estem, en el camp de la robótica, en un moment similar al començament dels ordinadors personals.  Fins ara els robots industrials estaven generalment apartats dels humans, ja que com a màquines, comporten els seus riscos.  Ara es pretenen apropar aquests dos mons. El robot Baxter permet aquesta col.laboració més estreta i es posa a la venda el mes d'Octubre per 22.000 dòlars. Es calcula que el seu cost horari serà de 4 dòlars, la qual cosa podria fer que certes indústries es puguessin tornar a localitzar a Occident, sobretot tenint en compte el cost i el temps de transport que influeix en la qualitat del servei. 

 

Encara que Baxter és programable, la manera com l'usuari normalment el farà fer noves tasques és mostrant-los-hi com ho fem amb els humans. Aquest i altres robots seran plataformes sobre les que altres desenvolupadors podran afegir hardware i software com s'ha fet amb els PCs.

 

L'altre camp en el que s'estan produint avenços espectaculars és en l'interfície cervell/robot, especialment indicat per les persones amb importants minusvalideses.  Ja s'ha aconseguit que una persona amb el seu cervell pugui dirigir un braç robòtic a agafar un vas i acostar-li a la boca. Científics de la universitat de Duke a Carolina del Nord han aconseguit que un mico al que s'han implantat electrodes en el seu cervell controli els moviments d'un avatar que veu en pantalla.  El mateix mico poc controlar un robot situat a la ciutat japonesa de Kyoto fent ús d'un protocol d'internet d'alta velocitat. Pel mundial del Brasil s'espera que un jove paraplègic amb un ordinador a la seva motxila capaç d'escanejar el seu cervell (una tècnica menys invasiva que la implantació d'electrodes) pugui transmetre les ordres del seu cervell a un exoesquelet que li permeti fer en llançament inaugural davant de 3.000 milions de persones, la qual cosa faria que aquestes s'adonguessin de les possibilitats que aquestes invencions poden suposar pels mutilats de guerres o accidentats.

 

Finalment, un altra avenç important s'està producint en el conreu d'òrgans per a transplantaments que fins ara presentaven el problema del rebuig. Es tracta de fer servir una estructura d'una atra persona o animal, però fins i tot ja hi ha qui ho fa de plàstic  pels òrgans més senzills, i sobre ella construir l'òrgan usant cèl.lules mare del  propi pacient, evitant, d'aquesta forma el rebuig.

 

 

 

 

 

 

 

Exoplanetes

Sistema planetari de l'estel HR 8799  (L'imatge central és un senyal residual desprès d'haver eliminat el llum de l'estel per una millor visualització dels tres planetes). Aquest estel és relativament jove (uns 30 milions d'anys) i està situat a 129 anys-llum de la Terra. Té un 50% més de massa que el Sol i una lluminositat de quasi 5 vegades la de la nostra estrella.

Actualment es coneixen 837 planetes en 660 sistemes planetaris més enllà del nostre sistema solar.  Això ha estat un desenvolupament molt recent,  ja que fins l'any 1992 no es van descobrir els primers exoplanetes al voltant d'un pulsar (un estel de neutrons) i fins l'any 1995 no es va descobrir el primer exoplaneta al voltant d'un estel dels anomenats de la "seqüència principal", estels normals, per dir-ho d'alguna manera.  Es calcula, basant-se en la proporció de planetes al voltant dels estels estudiats (amb l'objectiu de trobar-ne) que la Via Làctia podria tenir uns 160.000 milions de planetes al voltant d'estels i podrien haver-ni bilions flotant lliures en l'espai interestel.lar.  Normalment els exoplanetes es descobreixen de forma indirecta. Per exemple, perquè fan variar la velocitat radial dels seus estels (i modifiquen la longitud d'ona de la llum que ens arriba d'ells) o perquè els eclipsen al passar davant d'ells com va passar no fa gaire amb Venus i el Sol.  Poques vegades obtenim una evidència fotogràfica i la imatge que teniu al començament d'aquest bloc n'és un exemple.

Una gran proporció d'estels són binaris (consisteixen en dos estels propers, a vegades inclús més). Fins fa poc es pensava que aquests sistemes no podien tenir planetes en òrbites estables.  Ara, per primera vegada, el satèl.lit Kepler ha descobert un sistema planetari múltiple que sembla estable al voltant de dos estels, però de tamanys molt diferents. Aquest sistema, anomenat Kepler 47 està a 4.900 anys-llum de la Terra a la constel.lació del Cigne. L'estel central té el tamany del Sol i el secundari només és una tercera part del Sol. El planeta més proper té un període de 50 dies i el reu radi és 3 vegades el de la Terra. El segon planeta té un tamany semblant al de Neptú, té un període de 303 dies i està en la zona habitable, encara que és un planeta gasós i, per tant, segurament no alberga vida.

Aquí trobareu un fascinant vídeo de la Nasa que descriu com és aquest sistema solar.  Els avenços tecnològics i científics ens permeten viure en una època meravellosa en la que el nostre coneixement de l'univers s'enriqueix una mica cada dia.


http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html?media_id=151299651

John von Neumann

Von Neumann (a l'esquerra) amb Robert Oppenheimer (director de l'IAS de Princeton) davant de l'ordinador que es va construir a l'Institut d'Estudis Avançats (IAS) que va facilitar els càlculs per les primeres bombes d'hidrogen, per la meteorologia moderna i per avenços importants en astronomia entre altres. A l'època McCarthy Oppenheimer va ser objecte d'una "cacera de bruixes" i Von Neumann va testificar a favor d'ell. Els dos van ser membres destacats del Projecte Manhattan que va desenvolupar la primera bomba atòmica.

Fa uns dies vaig acabar de llegir "Turing's Cathedral: The Origins of the Digital Universe" de George Dyson, fill del famós físic Freeman Dyson.  El llibre (una mica massa enciclopèdic i detallista pel meu gust)  és la fascinant història del grup de científics i enginyers que van participar en el naixement dels ordinadors digitals a l'Institut d'Estudis Avançats de Princeton i, al mateix temps, van contribuir de forma decisiva a la construcció de la primera bomba d'hidrogen.  El caràcter central d'aquestes dues grans invencions va ser John von Neumann al qui dedico aquest bloc. Sóc conscient de que dir que la bomba d'hidrogen va ser una gran invenció no és politicament correcte i esgarrifa pensar la contaminació atmosfèrica que van crear les proves amb morts humans incloses degut a males estimacions de la potència destructiva d'aquests artefactes.  No obstant, si algun dia la humanitat aconsegueix domar l'energia termonuclear (una forta aposta de la Unió Europea) segurament serà gràcies a aquests precedents.

John von Neumann era fill d'una família jueva hongaresa acomodada, ja que el seu pare era banquer. Va ser un nen prodigi amb una gran capacitat de càlcul mental,  ja que als sis anys podia dividir nombres de vuit xifres mentalment i als vuit anys estava familiaritzat amb el càlcul diferencial i integral.  Va ser un geni d'una intel.ligència portentosa . El famós matemàtic francés Jean Dieudonné es va referir a ell com "el darrer dels grans matemàtics" i el físic i premi Nobel Hans Bethe va dir d'ell: "A vegades em pregunto si un cervell com el del von Neumann no indica una espècie superior a l'home". De fet, als E.U.A. on va emigrar von Neumann junt amb altres companys hongaresos com Teller i Wigner, s'els coneixia pels marcians.  Ja veieu quina gran contribució va fer Hitler a la primacia dels E.U.A., forçant l'emigració de tants genis europeus. Von Neumann va ser un dels quatre primers membres de l' IAS en companyia de famosos com Einstein i Gödel. Va ser el primer en copsar els resultats revolucionaris de Gödel i de fet li va enviar a Gödel una conseqüència del seu primer teorema, anomenat avui el segon teorema de Gödel ja que el mateix Gödel l'havia derivat independenment ( un sistema axiomàtic que contingui l'aritmètica elemental no pot provar la seva consistència).

Les contribucions científiques de von Neumann abarquen des de la teoria de conjunts a la mecànica quàntica, passant per la teoria de jocs, la teoria dels autòmates cel.lulars, els fonaments teòrics dels ordinadors (desenvolupant les idees de Turing), la construcció dels primers ordinadors digitals amb un grup de científics i enginyers a Princeton, l'economia matemàtica, programació lineal, estadística, operadors hermítics en espais de Hilbert, etc.

Al contrari d'altres científics que no es mouen molt bé en societat, von Neumann va tenir gran influència en polítics i militars i també li agradaven les festes i les dones i vestia sempre molt elegantment.  Gràcies a les seves influències aconseguia diners per a projectes que haguessin tingut dificultats per a sortir endavant sense el seu poder de convenciment a les autoritats. Odiava a Hitler i si va està inmers en el desenvolupament d'armes atòmiques va ser per por de Hitler i més tard dels soviètics. Era partidari de l'àtac preventiu (ens hem de posar en l'època postguerra mundial on mitja Europa va caure darrera del teló d'acer).

Els seus interessos no eren només científics. Des de l'edat de sis anys era fluent en llatí i grec antic i quan estava morint-se de càncer li feia llegir obres de Tucídides en grec original al seu amic i geni polonès Stanislaw Ulam i, com  se sabia el text de memòria, li feia correccions si pronunciava malament una paraula o se saltava una línia. Era un expert en història bizantina.

Tenia freqüents multes de trànsit i quan va ser contractat com a consultor per Cuthbert Hurd d'IBM aquest li pagava les multes de trànsit.

Sovint anava a dormir amb un problema per a resoldre i al despertar el matí següent trobava la solució. També solia escriure petites notes en mig d'una festa que desprès es convertien en articles científics importants. En va escriure uns 150 en matèries molt diverses i només els articles publicats en una sola d'elles ja li haguessin reservat un lloc immortal entre els matemàtics.

En els seus darrers anys es va interessar en la biologia i en el cervell.  Diversos historiadors de la ciència s'han preguntat com hauria evolucionat si dos dels seus membres més ínclits, Turing i von Neumann no haguessin mort tan joves.

Al morir, fent esment de l'aposta de Pascal (si em converteixo i hi ha Déu hi guanyo i si no en hi ha no hi perdo res), es va convertir al catolicisme, encara que el seu germà pensa que només volia conversa amb un capellà catòlic.  Això va decebre alguns dels seus amics científics. El fet es que tenia por de morir.

Els bacteriòfags

                                              Un bacteriòfag

Fins ara la forma usual de tractar una infecció bacteriana era amb antibiòtics. Actualment això és cada vegada més difícil. Per una part els bacteris evolucionen i es fan resistents als antibiòtics i, per altra banda, les companyies farmacéutiques veuen com augmenten els costos per desenvolupar un nou medicament i el temps per a que aquest sigui aprovat. I, desprès de tot, nous bacteris evolucionaran i es faran resistents molt ràpidament al nou antibiòtic.

A l'antiga Unió Soviètica hi ha des de fa temps la tradició d'atacar els bacteris amb uns virus que els infecten, produeixen uns enzims que es diuen lisines i trenquen els bacteris a trossos donant lloc a més virus.  Sembla mentida, però cada dos dies la meitat dels bacteris sobre la superfície de la Terra són aniquiliats per bacteriòfags.  Hi han 10 vegades més bacteriòfags que bacteris i, per tant, són ells els que ho controlen tot (recordeu el bloc anterior on parlava de la importància dels bacteris en el cos humà).

De fet, els bacteriòfags ja van ser usats fa 100 anys contra els bacteris, abans de que es descobrissin els antibiòtics.  Pfizer, per exemple, és una de les companyies farmacéutiques que en el seu moment els va estudiar com a terapia contra els bacteris. Avui en dia un institut de Georgia encara els usa i hi ha gent que hi acudeix quan no es troben antibiòtics eficaços com és el cas d'úlceres de peu en diabètics.  A diferència dels antibiòtics que són d'ampli espectre, els bacteriòfags són molt específics i només maten un tipus concret de bacteri.

De totes maneres, les autoritats no aprovaran tractaments amb bacteriòfags sense examinar-ne les conseqüències, ja que, amb la seva acció, els virus agafen ADN dels bacteris i l'incorporen i això pot presentar riscos.  Ara bé com que l'acció mortal dels bacteriòfags es porta a terme amb els enzims que produeixen, ara s'estan purificant aquests enzims lítics i s'estan assajant tractaments amb ells. El que fan els enzims es produir forats en les membranes dels bacteris i aquests moren instantàniament. Com que els enzims no destruixen teixit humà i són eliminats ràpidament del cos, es creu que el tractament és segur.  Els enzims han estat ja provats en diversos tipus d'infeccions en animals amb resultats sorprenents per la seva eficàcia.  El problema és la seva especificitat, un enzim diferent per a cada infecció. Les companyies farmacéutiques voldrien un enzim que servís per diverses malalties.  Ara ja s'han desenvolupat enzims de més ampli espectre, però, clar, aleshores maten els bacteris bons també i això és un problema.

Els científics han desenvolupat un enzim que mata l'àntrax.  En cas d'un atac terrorista amb àntrax es tardaria molt en descontaminar la zona perquè les espores són molt resistents i s'han d'usar materials corrosius. Amb el nou bacteriòfag es poden matar el 99.99 per cent de les espores en 20 minuts.

La pregunta és si els bacteris poden fer-se resistents a aquests enzims. Sembla que per la manera com actuen aquests enzims sobre parts dels bacteris que aquests no poden canviar no és fàcil que això passi, però, clar, no es pot garantir.

La companyia americana ContraFect, que ha estat estudiant els bacteriòfags durant 10 anys, portarà a terme aquest any la primera prova d'aquests enzims amb humans amb un enzim anomenat CF-301 contra l'estafilococus aureus.

El microbioma, una nova frontera de la ciència

El nostre cos és un ecosistema que els científics estan començant a descobrir i salvaguardar com a especialistes en” gestió de vida salvatge microbiana”. El cos humà conté 10 vegades més microbis que cél.lules humanes: bacteris, fongs i virus. El Projecte del Microbioma Humà ja porta comptabilitzats 5 milions de gens. No hi ha dubte que aquesta serà una de les grans àrees de recerca de les properes dècades.

Per posar un exemple curiós. Recentment s’ha investigat com canvia el microbioma vaginal de les dones que estan embarassades.   Una de les espècies dominants que es troben a la vagina de les dones en estat és el Lactobacillus johnsonii, que normalment es troba en el budell i que facilita la digestió de la llet.  Sembla que l’aparició d’aquest microbi en la vagina facilita que en el moment del naixement l’infant quedi banyat en aquest microbi i l’acabi ingerint, la qual cosa facilitarà la digestió de la llet materna.  Aquesta llet té unes 600 espècies de bacteris i alguns sucres anomenats oligosacàrids que els infants no poden digerir i que serveixen d’aliment als bacteris beneficiosos.  Quants més d’aquests hi hagin, més difícil és que els bacteris perjudicials s’instal.lin en el cos de l’infant.

Els científics han desenvolupat ratolins que no tenen microbioma. Això fa que el sistema inmunitari tingui una sobrereacció causant inflamacions danyines.  Si s’els donen bacteris quan són joves es poden corregir aquestes conseqüències, però és massa tard si es fa quan són adults.

En la boca de qualsevol persona es poden trobar entre 75 i 100 bacteris, però les espècies varien de persona a persona i s’hi poden trobar més de 5.000.  Es un gran misteri com el sistema inmunitari decideix a quins microbis atacar i quins no, la qual cosa és una sort  perquè els microbis faciliten moltes tasques com l’elaboració de vitamines, la digestió de plantes i en la pell eviten que aquesta es fracturi impedint així la penetració de gèrmens dolents.

Els antibiòtics d’espectre ampli maten també els microbis beneficiosos i no és fàcil restaurar l’ecosistema.  El Clostridium difficile, per exemple, invadeix de vegades el budell desprès d’un tractament amb antibiòtics. Ara, per a restaurar els microbis beneficiosos s’assagen supositoris fecals de persones sanes. En un estudi recent s’ha vist que aquest tractament és efectiu en un 83% dels casos per erradicar el Clostridium difficile,  pel qual,  només als Estats Units,  es van hospitalitzar més de 300.000 persones en l’any 2009.  La obesitat pot tenir també relació amb els canvis en el microbioma,  segons s’ha vist en ratolins prims a qui s’ha injectat bacteris de ratolins obesos.