El reloj diseñado para perdurar 10.000 años

¿Es difícil planificar algo a largo plazo? ¿Y a muy, muy, muy largo plazo? Si hubiera que elegir un proyecto apasionante y capaz de hacer volar esa imaginación del «a largo plazo» sin duda el reloj de los 10.000 años sería un gran candidato. Propuesto originalmente por Danny Hillis en un artículo visionario sobre el futuro en la revista Wired a mediados de los 90, se basa en una idea tan sencilla de entender como inabarcable es la complejidad de los detalles: construir un monumental reloj que perdure durante al menos diez mil años.

Diez mil años son un muy largo periodo de tiempo: bastante más que el registro histórico de nuestra humanidad, casi el doble que los 5.000 años que tienen las pirámides egipcias, consideradas los monumentos más duraderos de las diversas civilizaciones que han poblado nuestro planeta. Hillis y sus colegas comenzaron a darle vueltas a la idea, y a medida que avanzaban sólo surgían preguntas y más preguntas, cada una más interesante que las anteriores:

¿Dónde construir el reloj y que esté a salvo de catástrofes naturales? ¿Qué fuente de energía utilizar, para que nunca se detenga? ¿Con qué materiales construirlo, para que no sufra desgaste? ¿Qué mecanismo estaría a prueba de fallos? ¿Cómo hacer que sea preciso y siga indicando la hora de aquí a los próximos diez milenios? ¿Cómo garantizar que se puedan sustituir las piezas que se estropeen? ¿Cómo transmitir la idea del reloj a las futuras generaciones? ¿En qué idioma escribir los manuales? ¿Podría el reloj sobrevivir a una posible extinción de la humanidad?

Un grupo de gente interesada en investigar estas cuestiones y, lo más importante, en construir el reloj, fundaron una organización sin ánimo de lucro, llamada The Long Now Foundation. Organizaron conferencias, consultaron a expertos e incluso redefinieron su particular calendario para que incluyera un dígito extra: si la idea original se publicó en 01995 y el grupo se unión en 01996, hacia 01999 ya tenían resueltas algunas cuestiones y construido un primer prototipo. El reloj definitivo tendría que marcar el año 10000 con precisión.

El primer prototipo del reloj de los 10.000 años se planteó como una versión a pequeña escala de lo que sería el reloj monumental definitivo. Se debatieron algunas cuestiones de diseño y se decidió utilizar un sistema de pesas que se suben manualmente de vez en cuando, «dándole cuerda». Para evitar desgastes, su tic-tac se produce sólo cada 30 segundos. El conteo exacto de las horas, días, años solares y otras efemérides astronómicas se calcula gracias a una serie de discos en forma de pesas situadas bajo el reloj, que emplean un sistema binario mecánico muy eficiente, tan preciso como una calculadora.

Por el camino se descartaron ideas como usar computadoras en su interior, energía nuclear o solar para alimentarlo indefinidamente y otras soluciones exóticas: nada de eso podría durar tanto tiempo o podría resultar peligroso e ineficiente. Los principios quedaron claros tras meditar sobre el tema: El reloj debería poder ser mantenido por «gente conocimientos de la edad de bronce». Para ello (1) debería poderse descubrir su funcionamiento simplemente examinándolo desde fuera; (2) debería ser posible mejorarlo con el paso del tiempo y (3) deberían poderse crear diversos modelos basados en las mismas ideas a diversos tamaños, desde los más pequeños a gigantescos monumentos.

Hacia 02005 el equipo se embarcó en la construcción del Orrery, un mecanismo similar al del reloj de los 10.000 años, en forma de esfera armilar en la que los seis planetas visibles por el ojo humano dan vueltas con gran precisión. La idea era probar hasta dónde se podría llegar con la precisión de los cálculos y diversos materiales. Las seis capas inferiores son nuevamente una calculadora binaria que va rotando los planetas, con 28 bits de precisión: cada poco más de 365 días, la Tierra; cada 88 días Mercurio; cada 29,7 años Saturno. Se construyó en acero inoxidable y sólo necesita una vuelta completa del mecanismo cada 12 horas para calcular la posición detallada de todos los planetas.

¿Y qué es un reloj sin sus campanadas? Este no era un reloj cualquiera, así que para hacer algo con estilo, los creadores hablaron de la idea con Brian Eno. El músico había ideado un algoritmo para producir secuencias aleatorias de agradables notas musicales, que había usado en alguna obra. Al ritmo de una campanada cada día durante los próximos diez mil años se necesitan 3,5 millones de combinaciones diferentes si no se quiere repetir ninguna. Eso es lo que produce un mecanismo especial que reproduce el algoritmo de Eno, que ha sido probado con otros materiales en otras obras artísticas. Un mecanismo similar se incluirá en la versión definitiva del reloj.

Finalmente restaba encontrar un nombre y un lugar adecuado para tan monumental reloj.

Por su tamaño definitivo, probablemente tan grande como para que la gente pueda pasearse por dentro de él, como hoy hacemos por el interior de la Torre Eiffel o la Estatua de la Libertad, se necesitaba un sitio despejado. También convendría buscar un lugar estable poco proclive a terremotos, inundaciones, tornados y otros desastres naturales. Tras mucho buscar, encontraron el Monte Washington en el estado de Nevada, un parque natural desértico. En 01999 la fundación pudo comprar allí un terreno y es probable que el reloj se sitúe en el interior de una montaña. Otra opción es una zona de similares características donada en Texas por Jeff Bezos, el multimillonario fundador de Amazon, quien además financiaría su construcción (muchos pioneros del mundo de la tecnología están también detrás del proyecto con sus donaciones). Durante su construcción, expertos medioambientales además velarán por su integración con el entorno.

Como nombre se eligió Clock One (Reloj Uno), sencillo pero elegante, que además indica que tal vez en el futuro podrían seguirle otros relojes más. El Clock One estará situado en cualquier caso «bajo tierra» y podrá ser visitado como atracción turística –además de que alguien deberá probablemente «darle cuerda»–. La versión gigante además utilizará efemérides solares para auto-ajustarse de vez en cuando y mantener la precisión.

En la web del proyecto pueden encontrarse algunos enlaces más que harán las delicias de los interesados en el tema:

• Fotos del Prototipo 1 del reloj
• Fotos del Orrery 1
• Fotos del mecanismo de las campanadas
• Otras ideas sobre el reloj, que inspiró a mucha gente

Repasar la historia de las ideas y la construcción del reloj y los infinitos y complejos detalles sobre su construcción y problemática es toda una aventura en sí misma. Especialmente meditar «sobre todo lo que podría fallar» de aquí a dentro de diez mil años y cómo evitarlo para conseguir que el reloj funcione. Es una forma de darse cuenta de lo largo que pueden llegar a ser diez mil años… y de lo humilde que es nuestra breve existencia en el planeta.

ZigBee Takes It Easy

Short-range wireless "ZigBee" networks are ready to unwire your house.

Five years ago, the ZigBee short-range wireless communications standard might have been hawked as a magic key that could unlock the wonders of pervasive computing, a dream of a future in which devices and appliances anticipate their users every need. In todays more careful atmosphere, however, its developers are wisely focusing on a smaller, more attainable goal: letting builders and homeowners cheaply install portable light switches, thermostats, and security systems. If ZigBee wins big in this lighting and control space, however, it may well go on to play a major role in product tracking, medical monitoring, and industrial sensor networks.

The ZigBee Alliance, which totals nearly 100 companies, including Honeywell, Mitsubishi, Motorola, Philips, and Samsung, is hoping to tame a still-fledgling home-automation market confused by a hodgepodge of proprietary technologies. This summer over a dozen ZigBee-ready prototype products been released, and more should arrive by years end. By next summer, builders should have complete certified kits at their disposal. According to ABI Research, over 80 million ZigBee-enabled devices will ship by the end of 2006.

ZigBee allows small, low-cost devices to quickly transmit small amounts of data such as temperature readings for thermostats, on/off requests for light switches, or keystrokes for a wireless keyboard. Based on a recently approved international packet radio standard, ZigBee uses the same unlicensed 900MHz and 2.4GHz frequencies as many cordless telephones to send data over distances up to 20 meters. ZigBee devices, typically battery-powered, can actually transmit information much farther than 20 meters because each device within listening distance passes the message along to any other device within range. Only the intended device acts upon the message.

Given enough devices spread around a house, this multi-hop mesh networking approach can use redundant pathways to make sure the message gets through even if one of the devices is out of order. For example, if you were sitting in bed and flipped a portable switch to preheat the hot tub in the back yard, the message might normally pass through a node in the kitchen. However, if your kitchen ZigBees battery died, the message could still get through in a wireless version of an end-around play. By simultaneously transmitting the message to the den, your tub switch could bypass the kitchen transmitter, still getting the on message to the tub. But because another major ZigBee innovation is power efficiency, the kitchen battery is not likely to go dead in the first place. By instructing nodes to wake up only for those split second intervals when theyre needed, ZigBee is so chintzy with electricity that batteries might last for years.

While the technology could well emerge as a bedrock wireless automation standard for transmitting status messages in sensor networks for manufacturing, health care, shipping, homeland defense, and more, the ZigBee Alliance is initially keeping its focus small. The Alliance would love to have ZigBee in every widget in the world, says Jon Adams, director of radio technology and strategy for Freescale Semiconductor, a Motorola spinoff that recently released the first ZigBee development kit. The challenge, he says, is drawing attention to ZigBee in an era of proliferating wireless standardsand at a time when manufacturers and consumers have learned to distrust any technology billed as a panacea. So, weve chosen to limit our reach, Adams says.

ZigBees first applications will be in professional installation kits for lighting controls, heating, ventilation, air conditioning, and security. According to Adams, huge cost savings will be found in both new construction and in redesigning commercial spaces. The cost of laying cable ranges between $20 and $200 a foot, and you have to move a lot of conduits in order to get the light controls and other mechanisms into the right spots, says Adams. The advantage of a wireless, peel-and-stick light switch is very powerful.

Similar technologies are available, such as Zensyss Z-Wave mesh network, Smarthomes Insteon, or on the high end, the Intel-backed TinyOS operating system popular in sensor networks used for academic research. Even the Bluetooth short-range wireless technology found in laptops and cell phones has been held out as a home automation solution, although according to Adams, it lacks the affordability, power savings, and mesh-networking capabilities of ZigBee. Builders appear to be drawn to ZigBee due to its frugal use of battery power, its use of open standards, and the support of home automation giants such as Honeywell and Philips.

Once established in the construction industry, ZigBee is likely to appear in home-networking upgrade kits for consumers, perhaps around 2006. ZigBee will also move into industrial maintenance networks, which can benefit from wireless sensors that dont need to be regularly checked by technicians. ZigBee devices can be strung together in networks of up to 65,000 nodes, enabling quality-control engineers to scatter ZigBee units throughout a factory to monitor vibrations that might indicate an imminent equipment failure or let building managers control campus-wide electrical and security systems from a single computer. It could even enable sensor networks to monitor environmental conditions on large farms or to blanket a city to check for bioterror hazards.

In the meantime, however, if ZigBee companies can maintain their focus, the technology will start working its way into new homes and renovations by next summer. That will mean more flexibility and cost savings for consumers, and the potential for far greater control over household appliances. The pervasive stuffand the hypecan come later.

Administrar Energía con Lógica de Enjambre

Equipamiento autoorganizado podría reducir las facturas de energía.

Las unidades de aire acondicionado y los sistemas de calefacción son ejemplos de equipos que consumen mucha energía que se encienden y apagan regularmente en los edificios comerciales. Cuando todos los equipos se encienden simultáneamente, el consumo de energía alcanza picos, y a los dueños del edificio les quedan grandes gastos por las demandas pico en sus facturas de electricidad.

Una startup ubicada en Toronto dice que ha creado un modo para reducir el uso de energía al imitar el comportamiento de auto-organizarse de las abejas. REGEN Energy desarrolló un controlador inalámbrico que se conecta a la caja de controles en una unidad de equipo de un edificio y funciona como un interruptor inteligente de energía. Una vez que se activan varios controladores, se detectan entre sí usando un estándar de red llamado ZigBee y comienzan a negociar cuándo es el mejor momento para encender y apagar los equipos. Los dispositivos captan los ciclos energéticos de cada aparato y los reconfiguran para maximizar la eficiencia colectiva.

La meta es evitar que todo se encienda simultáneamente sin sacrificar el rendimiento individual. Los dispositivos resuelven el problema utilizando un “algoritmo de enjambre” que coordina la actividad sin que ningún dispositivo individual emita órdenes.

“Cada nodo piensa independientemente”, dice Mark Kerbel, cofundador y presidente ejecutivo de REGEN Energy, que inventó el algoritmo patentado que está incorporado a cada dispositivo. Él explica que antes de tomar una decisión, el nodo considerará las circunstancias del resto de los nodos de su red. Por ejemplo, si una nevera necesita pasar al ciclo de encendido para mantener una temperatura mínima, un nodo conectado a un ventilador o a una bomba permanecerá apagado 15 minutos más para que el uso de la energía quede por debajo de cierto umbral. “Los dispositivos deben satisfacer la restricción local pero a su vez deben satisfacer el objetivo del sistema”, dice Kerbel, agregando que un edificio típico puede tener entre 10 y 40 controladores trabajando juntos en una sola “colmena”. Los dispositivos son simples y se instalan rápidamente, y como no hay intervención humana, no se necesita de capacitación especial para usarlos.

Es una forma espectacular de dejar de lado el modelo de comandos de arriba hacia abajo asociado a los sistemas actuales de automatización de edificios. Algunos investigadores dicen que este método descentralizado para administrar la energía ofrece un modo más efectivo y más barato para administrar la oferta y demanda de un sistema eléctrico que se balancea delicadamente. De hecho, algunos creen que sería una indicación temprana para que emerja la red eléctrica inteligente.

“Se está notando mucho más interés por esto a una escala modesta”, dice David Chassin, un científico del grupo de energía-tecnología del Pacific Northwest National Laboratory que está dirigiendo la iniciativa de la cuadrícula inteligente GridWise.

Los beneficios podrían extenderse más allá de ahorros de energía para los propietarios de edificios. El sistema eléctrico actual está diseñado para picos de consumo, lo que significa que las centrales de energía se construyen para satisfacer esos pocos minutos del día cuando aparecen brotes de demanda superiores al promedio diario. Al reducir los picos de demanda a gran escala, las empresas de servicios públicos pueden maximizar la operación de centrales de energía existentes y a la vez reducir la necesidad de construir centrales nuevas para usos ocasionales. Otro beneficio potencial es la reducción de emisiones de carbono, ya que las centrales de energía que proveen la electricidad para los picos generalmente son menos eficientes y son a base de carbón y gas natural.

Interruptor inteligente: El controlador que aparece aquí podría mejorar la eficiencia de la energía de los aparatos de los edificios. Los dispositivos se comunican por vías inalámbricas y utilizan algoritmos que se enjambran para decidir colectivamente como van a administrar el uso de la energía.