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viernes, 12 de junio de 2015

1.01 Que es la computación física



1.01.1. Definición
La computación física es el campo de la computación que estudia la conexión entre el mundo físico y los ordenadores. Esta conexión es bi-direccional, es decir, puede consistir en sensar información del entorno y enviarla a ordenadores para su procesado o bien, el uso de información para controlar motores, solenoides, sistemas de calor y otros dispositivos capaces de actuar sobre el entorno.
Del mismo modo que a los dispositivos que pueden medir el entorno los llamamos sensores, a los que pueden actuar sobre el mismo, los denominamos actuadores.
La computación física se centra mayormente en la relación entre humanos y en como las máquinas pueden intervenir para mejorarla. De ese modo, este campo se diferencia de otros como la robótica o sencillamente la informática. Si bien las herramientas son las mismas, el campo de aplicación no es necesariamente igual.




1.01.2. Breve Historia
El concepto computación física aparece por primera vez en la literatura en un libro titulado “Physical Computing: Sensing and Controlling the Physical World with Computers. Premier Press. ISBN 1-59200-346-X” por Dan O'Sullivan y Tom Igoe, ambos profesores de la Universidad de Nueva York, en la escuela de Telecomunicaciones Interactivas.
En cualquier caso, si bien el nombre se les atribuye a estos autores, lo cierto es que la computación física es un fenómeno emergente que surge de la evolución de la tecnología de sensores y actuadores, al hacerse más accesible para su uso en educación.
La computación fisica, como otros paradigmas de la computación actuales, se define a partir de la llamada computación ubicua. Este término, acuñado por Mark Weiser, un investigador de los EEUU a principios de los 90, establece que habría de llegar el momento en que habría más ordenadores que personas. Weiser entendía el concepto de ordenador desde un punto de vista más abierto que mucha gente. Un ordenador es sencillamente un dispositivo capaz de realizar operaciones de control de entorno de forma precisa. El termino ordenador no implica que deba tener un interface de control con pantalla, teclado o similar, tal y como lo concebimos en el lenguaje coloquial.
En ese sentido, la computación ubicua se desmarca de la llamada computación personal, que consistió en la aparición de los llamados PC (del inglés personal computer, ordenadores personal). Los PCs marcan una época en la que los ordenadores aparecen en el hogar tanto para la realización de tareas de gestión, como para el ocio.
Los sistemas ubicuos dejan atrás la idea de interacción hombre máquina a través de un ratón y teclado, ya que sería imposible hacer muchas de las tareas del cada día a través de dichos interfaces.

1.01.3. Desarrollo en el campo educativo
La computación física es un campo en constante evolución. Con la aparición de nuevos dispositivos, se generan nuevos campos del conocimiento por explorar. Por ejemplo, principios de la decada de los 2000, surgieron los primeros sensores acelerometros de bajo coste, lo que permitió la creación de nuevos prototipos que desembocarían en sistemas como los controles interactivos de videojuegos, etc.
Dentro del campo educativo, la aparición de nuevos dispositivos suele ser estudiada dentro de las universidades. Es en las carreras de diseño y arte donde se buscan aplicaciones a todo tipo de nuevas tecnologías. Una vez los dispositivos han sido probados, resulta más sencillo introducirlos dentro de otros ámbitos educativos como centros de educación secundaria o incluso en niveles anteriores.
1.01.4. Tipos de herramientas
Las herramientas que podemos encontrar son, por ejemplo:
  • placas de control, comandadas por microcontroladores comerciales de bajo coste. Ejmplos de placas son: Arduino, PicAxe, Basic Stamp, Condor, etc.
  • sensores de diferentes tipos: humedad, presencia, temperatura, acelerómetros, de campo magnético, botones, potenciómetros, etc.
  • actuadores: motores paso a paso, motores de corriente continua, servos, ledes, pantallas, peltzier, etc.
  • software de desarrollo: las placas de control se pueden reprogramar mediante entornos de desarrollo de software. Esto permite cambiar algunas de sus propiedades como que pines son entradas y cuales salidas. Estos programas suelen ser específicos para cada placa de control.
  • software de representación de datos: los datos se pueden capturar a partir de puertos de comunicación como el puerto USB dentro de un ordenador para poder representar sus valores mediante gráficas, tablas excel o similar. De este modo se puede hacer uso de la tecnología digital dentro de otros campos como por ejemplo la física o la química.
  • software de control: del mismo modo que las placas de control pueden capturar datos de sensores, podrán usar información venida del ordenador para controlar algún aspecto del mundo real. Ejemplos de software de control podrían ser: LabView, Simulink y S4A entre otros.
1.01.5. Campos relacionados
Tal y como se mencionó anteriormente, campos como el control automático, la domótica, la robótica o la computación vestible hacen uso de las mismas herramientas. La posible diferencia entre unos y otros es el tipo de proyectos a acometer con los conocimientos adquiridos.
1.01.7 Aplicaciones educativas
La aplicación de la computación física a la educación es algo que descubrirás a lo largo de los siguientes capítulos de este curso. Cada una de las actividades presentarán una serie de conceptos y objetivos a cumplir orientados al uso de este campo de la computación en educación.

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