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6 febrero 2015 5 06 /02 /febrero /2015 15:22

"Self-growing lunar factory." An artist's conception of a robotic lunar factory that's capable of self-expansion.

 

 

 

La máquina de von Neumann es un concepto teórico formulado por el matemático húngaro - estadounidense John von Neumann.

Supóngase un determinado problema simple, repetitivo y prolongado en el tiempo: por ejemplo, la extracción de mineral de hierro en la superficie de Marte.

Una solución posible es enviar máquinas robotizadas que, de forma autónoma, extraigan el mineral y lo conviertan en lingotes de hierro, bien para su envío a la Tierra, bien para su uso por colonias locales. Si una máquina extrae n toneladas en un determinado período de tiempo (ciclo), en m ciclos se tendrá m x n toneladas.

Supóngase ahora un segundo tipo de máquina: una máquina que, además de producir lingotes de hierro, los trabaja para autorreplicarse, construyendo una máquina igual a ella misma. El rendimiento será menor que el de la primera máquina, pues parte del hierro lo utiliza en producir la segunda máquina, pero al cabo de un tiempo (generación), no se tendrá una sino dos máquinas trabajando. Tras dos generaciones se tendrá cuatro máquinas, tras tres generaciones ocho máquinas, etcétera. Se trata de una población que crece de forma exponencial.

Así, aunque el rendimiento sea menor, la producción tenderá a crecer hasta superar la de la primera máquina. Como ejemplo, tras diez generaciones habrá más de mil máquinas de von Neumann (exactamente 1.024 = 210), de manera que, aunque su rendimiento fuera del 5% de la primera máquina, la producción total sería más de 50 veces mayor.

Este concepto no es solamente teórico: los virus informáticos son máquinas de von Neumann. Ante el ingente trabajo de infectar el mayor número posible de ordenadores, los virus se autorreplican pasando de ordenador a ordenador, aumentando su población de forma exponencial e infectando así millones de ordenadores en pocas horas.

Sin embargo, no sólo hay aplicaciones negativas de este concepto. Los autómatas celulares tienen alto rango de aplicaciones en la ciencia, modelando y simulando gran cantidad de sistemas físicos, como fluidos, flujo de tráfico, etc.

 

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All of the plastic parts for the machine on the right were produced by the almost identical machine on the left. (Adrian Bowyer (left) and Vik Olliver(right) are members of the RepRap project.)

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MAQUINAS AUTOREPLICANTES PARA LOS DESIERTOS TERRÁQUEOS
En 1995, inspirado por las sugerencias de Dyson de 1970, de sembrar los desiertos deshabitados de la Tierra con máquinas autorreplicantes para el desarrollo industrial, Klaus Lackner y Christopher Wendt desarrollaron un bosquejo más detallado para tal sistema. Ellos propusieron una colonia de robots móviles cooperadores de un tamaño de entre 10–30 cm funcionando sobre rieles de cerámica electrificados alrededor de equipo de fabricación estacionario y campos de celdas solares. Su propuesta no incluía un completo análisis de los requerimientos de material del sistema, pero describían un ingenioso método para extraer los diez elementos químicos más comunes encontrados en la capa superior del suelo desértico (Na, Fe, Mg, Si, Ca, Ti, Al, C, O2 y H2) usando procesos carbotérmicos de alta temperatura. Esta propuesta fue popularizada en la revista Discover, caracterizando un equipo de desalinización alimentado por energía solar usado para irrigar el desierto en que el sistema estaba basado. Ellos llamaron a sus máquinas "Auxons", del vocablo griega auxein que significa "cultivar".
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Replicadores Auxones de Lackner-Wendt

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En 1980, inspirado por un "Taller de Nuevas Direcciones" de 1980 llevado a cabo en Wood's Hole, la NASA condujo un estudio de verano conjunto con la American Society for Engineering Education, ASEE titulado Automatización Avanzada para Misiones Espaciales para producir una propuesta detallada de fábricas autorreplicantes que desarrollarían los recursos de la Luna sin el requerimiento de lanzamientos adicionales o de trabajadores humanos en terreno. El estudio fue conducido en la Santa Clara University y se desarrolló entre el 23 de junio y el 29 de agosto, con el informe final publicado en 1982.21 El sistema propuesto tendría que ser capaz de incrementar exponencialmente la capacidad productiva y el diseño podría ser modificado para construir sondas autorreplicantes para explorar la galaxia.

El diseño de referencia incluía pequeños carros eléctricos controlados por computadora desplazándose en rieles al interior de la fábrica, "máquinas pavimentadoras" móviles que usaban grandes espejos parabólicos para enfocar la luz del sol en el regolito lunar para fundirlo y sinterizarlo en una superficie dura capaz de ser usada como base para construir sobre ella, y cargadores frontales robóticos para minería a cielo abierto. El regolito lunar en bruto sería refinado por una variedad de técnicas, principalmente lixiviación con ácido fluorhídrico. Grandes transportes con una variedad de brazos manipuladores y herramientas fueron propuestos con los constructores que juntarían todo en nuevas fábricas de partes y piezas producidos por su "padre".

La energía sería proporcionada por una "cubierta" de celdas solares apoyadas en pilares. La otra maquinaria sería colocada bajo esta cubierta.

Un "robot de fundición" usaría herramientas de esculpido y plantillas para fabricar moldes de yeso. El yeso fue seleccionado debido a que los moldes son fáciles de fabricar, se pueden hacer partes de precisión con buenos acabados, el yeso puede ser fácilmente reciclado después de ser usado en un horno, calentándolo y sacando el agua. El robot vaciaría en moldes la mayor parte de las piezas ya sea de roca fundida no conductiva (basalto) o de metales refinados. Un sistema de cortado y soldado con un láser de dióxido de carbono también estaba incluido.

Un fabricante de microchip más especulativo, más complejo fue especificado para producir el computador y los sistemas electrónicos, pero los diseñadores también dijeron que sería más práctico enviarlos desde la Tierra como si fueran "vitaminas".

Un estudio de 2004 apoyado por el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA llevó esta idea más allá.22 Algunos expertos están comenzando a considerar a las máquinas autorreplicantes para el minado de asteroides.

La mayor parte de los estudios de diseño estaban interesados con un sistema químico simple, flexible para el procesamiento de los minerales y las diferencias entre la proporción de elementos necesarios para el replicador, y la proporción disponible en el regolito lunar. El elemento que más limita la tasa de crecimiento era el cloro, necesario para procesar el regolito para obtener aluminio. El cloro es muy raro en el regolito lunar.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_von_Neumann

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_autorreplicante

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  • : Ecología y sostenibilidad socioambiental, énfasis en conservación de ríos y ecosistemas, denuncia de impacto de megaproyectos. Todo esto es indesligable de la política y por ello esta también se observa. Ecology, social and environmental sustainability, emphasis on conservation of rivers and ecosystems, denounces impact of megaprojects. All this is inseparable from politics, for it, the politics is also evaluated.
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  • Malcolm Allison H malcolm.mallison@gmail.com
  • Biólogo desde hace más de treinta años, desde la época en que aún los biólogos no eran empleados de los abogados ambientalistas. Actualmente preocupado …alarmado en realidad, por el LESIVO TRATADO DE(DES)INTEGRACIÓN ENERGÉTICA CON BRASIL
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