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¿En qué se parecen un cerebro, un gusano y un microchip?

Unas especies animales aparecen y tienen éxito y continúan su evolución, mientras que otras terminan extinguiéndose. Con las tecnologías humanas pasa otro tanto. En el primer caso se debe a la presión del medio y sus variaciones y en el segundo a la presión económica de la competencia y las variaciones del mercado. ¿Llegará la similitud entre seres vivos y tecnología al extremo de encontrar las mismas soluciones a determinados problemas adaptativos? Un estudio publicado en PloS Computational Biology apunta a que sí.

El equipo de investigadores, que incluía neurocientíficos y especialistas en computación de EE.UU., Alemania y Reino Unido, encabezado por Edward Bullmore (Universidad de Cambridge, Reino Unido) ha encontrado las mismas soluciones de diseño para el procesamiento de la información en el cerebro humano, el sistema nervioso de un nemátodo (Caenorhabditis elegans, un gusano redondo) y el microprocesador. El equipo ha estudiado la estructura de las redes de conexiones y ha constatado la existencia de coincidencias sorprendentes.

El equipo de Bullmore usó para el estudio datos que en su mayoría estaban en el dominio público, incluyendo datos de imágenes por resonancia magnética de cerebros humanos, mapas del sistema nervioso del nemátodo y los planos de diseño de un microprocesador estándar. El análisis de estos datos reveló que cerebro, gusano y microchip compartían dos características estructurales básicas.

Por una parte los tres tienen una arquitectura de muñeca rusa, con los mismos patrones repitiéndose una y otra vez a diferentes escalas. Por otra, las tres estructuras siguen la regla de Rent; esta regla, que tiene su origen en el estudio de los circuitos integrados, se usa para describir la relación entre el número de elementos en un área dada y el número de conexiones entre ellos.

Estas similitudes podrían explicarse diciendo que representan la forma más eficiente de cablear (entendiendo por cable indistintamente neuronas o hilos metálicos) una red compleja en un espacio físico limitado, ya sea un cerebro humano tridimensional o un chip de ordenador bidimensional.

Esta relativamente alta complejidad conlleva, paradójicamente, un coste extra en el cableado físico. ¿Cómo podemos hablar entonces de estructuras eficientes? Pues porque hablamos de eficiencia económica (eficiente en costes) en términos de conexiones, lo que no implica necesariamente minimizar los costes de cableado. Los sistemas de procesado de la información tanto biológicos como artificiales pueden evolucionar para optimizar el compromiso entre coste físico y complejidad topológica, lo que resultaría en la aparición de principios similares de diseño modular y económico en diferentes clases de redes neuronales y computacionales.

Dos conclusiones pueden sacarse a raíz de este estudio. La primera es que se pueden aprender cosas interesantes sobre nuestra propia evolución estudiando la forma en que la tecnología se ha desarrollado, además de analizando organismos tan simples como un gusano. La segunda, y una vez más en la historia de la ciencia, el hombre recibe una dosis de humildad al apreciar que ni él ni su cerebro son tan excepcionales como habitualmente cree.

Referencia:

Bassett, D., Greenfield, D., Meyer-Lindenberg, A., Weinberger, D., Moore, S., & Bullmore, E. (2010). Efficient Physical Embedding of Topologically Complex Information Processing Networks in Brains and Computer Circuits PLoS Computational Biology, 6 (4) DOI: 10.1371/journal.pcbi.1000748

Fuente:  Experientia docet

La FDA aprueba ordenador en un «chip» para uso humano

¿Hito médico o invasión de privacidad? Un ordenador en un pequeño chip fue aprobadop para la implantación en el brazo de un paciente, el sistema puede acelerar información vital sobre el historial médico de un paciente a los médicos y hospitales en caso de precisar atención urgente. Sin embargo los críticos advierten que podría abrir nuevas formas de poner en peligro la confidencialidad de los registros médicos.

La FDA  (Administración Federal de Medicamentos y Alimentos) dijo que Applied Digital Solutions de Delray Beach, Florida (EE.UU.), podría comercializar el VeriChip, un chip de computadora implantable, del tamaño de un grano de arroz, con fines médicos.

Con el pinchazo de una jeringuilla, el microchip se inserta bajo la piel en un procedimiento que dura menos de 20 minutos y no deja puntos de sutura. En silencio y de manera invisible, los chips latentes almacenan un código que libera la información específica del paciente cuando se pasa un escáner sobre él.

Piense en el código UPC (habitual en los productos de consumo). El identificador impreso en un alimento, muestra su nombre y precio en la pantalla del cajero.

El doble uso Chip plantea alarma

El VeriChip no contiene registros médicos, sólo los códigos que se pueden escanear, y procesar en un consultorio médico o en el hospital.  Con ese código, los servicios de salud pueden desbloquear el  acceso a una base de datos segura que contiene  la información médica personal, incluyendo las alergias y  tratamientos previos. La base de datos, no el chip, se actualiza con cada visita médica.

Los microchips ya se han implantado en un millón de animales domésticos. Pero el chip de posible doble uso para el seguimiento de los movimientos de personas, así como acelerar la entrega de información médica a los servicios de emergencia, ha suscitado alarma.

«Si las protecciones a la privacidad no se establecen en primer lugar, las consecuencias podrían ser perjudiciales para los pacientes», dijo Emily Stewart, un analista de políticas de privacidad en el Proyecto de Salud.

Para proteger la privacidad del paciente, los dispositivos deben revelar sólo la información médica vital, reacciones de tipo alérgico, tipo de sangre y que son necesarias por los sanitarios para realizar su trabajo, dijo Stewart.

Un gurú de las tecnologías de la información en el Detroit Medical Center, sin embargo, ve los beneficios de los dispositivos y presionará para la inclusión de su centro en un programa piloto VeriChip.

«Uno de los grandes problemas en la atención sanitaria ha sido la situación de los registros médicos. Así que gran parte de ellos todavía está en papel», dijo David Ellis,  cofundador de Michigan Electronic Medical Records Initiative.

Información completa en: The World’s Prophecy

Científicos de IBM crean dispositivo ultra-rápido, que utiliza la luz para la comunicación entre los chips de ordenadores

El dispositivo, llamado fotodetector de avalancha nanofotónico, es el más rápido de su clase y podrían permitir avances en la computación eficiente energéticamente que pueden tener implicaciones importantes para el futuro de la electrónica.

El dispositivo de IBM analiza el «efecto avalancha» en el germanio, un material utilizado actualmente en la producción de chips  microprocesadores. Análogo a una avalancha de nieve en una pendiente empinada de una  montaña, un entrante inicialmente libera sólo unos pocos portadores de carga que a su vez impulsan a liberar a otros hasta que la señal original se amplifica muchas veces. Los fotodetectores de avalancha convencionales no son capaces de detectar señales ópticas rápidas porque la avalancha se construye lentamente.

«Esta tecnología ofrece la visión de un chip en las interconexiones ópticas mucho más cerca de la realidad», dijo el Dr. TC Chen, vicepresidente de Ciencia y Tecnología de IBM Research. «Con incrustadas en los chips de procesadores, la posibilidad de poder construir sistemas informáticos eficientes con un rendimiento a nivel Exaflop no puede ser un futuro muy lejano».

La célula fotoeléctrica de avalancha mostrada por IBM es el dispositivo más rápido del mundo en su género.  Puede recibir señales de información óptica a 40 Gbps (mil millones de bits por segundo) al mismo tiempo que se multiplican por diez. Además, el dispositivo funciona con sólo suministrar una tensión de 1,5 V, 20 veces menor que las pruebas  anteriores. Así, muchos de estos pequeños dispositivos de comunicación podría ser alimentado por sólo una pequeña pila de tamaño AA, mientras que los fotodetectores de avalancha tradicionales requieren fuentes de alimentación de 20-30V.

«Esta importante mejora en el rendimiento es el resultado de la manipulación de las propiedades ópticas y eléctricas en la escalas de apenas unas pocas decenas de átomos para lograr un rendimiento mucho más allá de los límites aceptados,» dijo el Dr. Assefa, el autor principal del artículo. «Estos pequeños dispositivos son capaces de detectar los pulsos de luz muy débil, ampliándolos con un ancho de banda sin precedentes, y además con  un mínimo de ruido no deseado».

En el dispositivo de IBM, la multiplicación de avalancha se lleva a cabo en tan sólo unas pocas decenas de nanómetros (milésimas de milímetro), que pasa muy rápido. El pequeño tamaño también significa que el ruido de la multiplicación es suprimido por el 50% – 70% con respecto a los fotodetectores de avalancha convencionales. El dispositivo de IBM está hecho de silicio y germanio, materiales ampliamente utilizados en la producción de chips de microprocesadores. Por otra parte, se hace con procesos estándar que se utiliza en la fabricación de chips. Así, miles de estos dispositivos puede ser construidos junto con transistores de silicio de  ancho de banda elevado y chips de comunicaciones ópticas.

El logro  del de Avalancha es el último de una serie de informes anteriores de IBM Research, es la última pieza del rompecabezas que completa el desarrollo de la caja de herramientas «nanofotónica» de los dispositivos necesarios para construir las interconexiones en el chip.

In December 2006, IBM scientists demonstrated silicon nanophotonic delay line that was used to buffer over a byte of information encoded in optical pulses – a requirement for building optical buffers for on-chip optical communications. En diciembre de 2006, científicos de IBM demostraron líneas de silicio nanofotónico que se ha utilizado para almacenar (buffer)  un byte de información codificada en pulsos ópticos – un requisito para la construcción de «buffers» ópticos en un chip, para comunicaciones ópticas.

En diciembre de 2007, científicos de IBM anunciaron el desarrollo de un diseño ultra-compacto de un modulador de silicio electro-óptico, que convierte las señales eléctricas en pulsos de luz, un requisito previo para habilitar un chip de comunicaciones ópticas.

En marzo de 2008, los científicos de IBM anunciaron el interruptor nanofotónico más pequeño del mundo  para «dirigir el tráfico» en comunicaciones en un chip óptico, asegurando que los mensajes ópticos puede ser enrrutados de manera eficiente.

Más información: “Reinventing Germanium Avalanche Photodetector for Nanophotonic On-chip Optical Interconnects,” by Solomon Assefa, Fengnian Xia, and Yurii Vlasov of IBM’s T.J. Watson Research Center in Yorktown Heights, N.Y. is publicado en marzo 2010 en la revista Nature.

Fuente: PHYSORG.COM

En la Universidad de Cambridge logran saltarse la protección de las tarjetas con PIN

Han constatado la vulnerabilidad del proceso de verificación del código PIN en las tarjetas con un «chip» de identificación, habitual en las nuevas tarjetas de débito y crédito.

Se ha logrado usando una tarjeta robada y un controlador que se encargará de enviar el mensaje «PIN correcto» al lector de tarjetas.

El proceso se muestra en el siguiente vídeo

Fuente: BBC (en inglés)
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Enlaces relacionados:

–  Métodos utilizados en el robo de datos de tarjetas bancarias

–  Los ladrones utilizan las tarjetas de crédito robadas para donar dinero

–  Nuevo fraude con tarjetas de crédito

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