Estamos en la sala de computadores del CEC, Centro de Computación de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, en Blanco Encalada 2120, segundo piso. En esa época, el CEC era como el centro del poder computacional en la Universidad, ocupaba un piso y medio del edificio, mientras mi pequeño Departamento de Ciencias de la Computación apenas tenía medio piso. El CEC contenía todos los servidores de la Facultad y manejaba la red interna, por lo que obviamente el enlace satelital que nos conectaría a Internet en Estados Unidos llegaba hasta allí.

Yo soy como una especie de asesor invitado. Vengo llegando de mi doctorado en Francia, donde fui usuario sistemático de Internet, por lo que me había transformado en el “experto” local, es decir, el único que conocía algo de Internet. Como siempre pasa, la gente me preguntaba cosas difíciles, yo buscaba las respuestas y terminaba aprendiendo, lo que hace que uno se vaya haciendo experto de verdad.

Fue un difícil camino llegar hasta este momento: después de muchos años de cooperación, terminamos en una competencia a muerte entre la Universidad de Chile y la Universidad Católica por el liderazgo de estas iniciativas. Todas las primeras conexiones a las primitivas redes académicas que existieron en los ochenta fueron liderados por la Universidad de Chile, y nadie había objetado eso hasta aquí. Pero el primer enlace a Internet se ve como algo más serio, y las autoridades han reaccionado reclamando su parte en la acción.

También influyó en este ambiente de conflicto el retorno a la democracia: la Universidad de Chile esperaba aumentar fuertemente su influencia en el país, mientras la Universidad Católica temía perder el terreno ganado en dictadura. Después de muchos esfuerzos inútiles por aunar posiciones y cooperar, el resultado final fue un desastre: una loca carrera por lograr un enlace propio a Estados Unidos, duplicando el esfuerzo y la inversión requeridas, forzando a la National Science Foundation (NSF) a cambiar su política de “one country, one link” que habían logrado mantener difícilmente por mucho tiempo con los países que querían conectarse a Internet.

El hecho es que hemos terminado en esta sala del CEC, expectantes por lograr que el enlace funcione, y cumplir nuestro objetivo final antes que la Universidad Católica (que sabemos que está configurando su enlace al mismo tiempo). En un ataque de lucidez, el gringo abandona su idea de hacer conversar nuestro router con su modelo más avanzado (un modelo que revolucionará las redes, creado por un desconocido startup de California llamado Cisco), y nos conecta a un modelo idéntico al nuestro, el que logramos configurar para que finalmente nuestro PING obtenga respuesta. ¡Qué alegría ver pasar las líneas, una por segundo, reportando el tiempo de ida y vuelta (600 ms en estos enlaces) del PING! Era casi hipnótico, ¡como para quedarse mirando y asegurarnos que no fallara nunca!

Desgraciadamente, este modelo de competencia con dos enlaces generó un pésimo precedente para Chile. Recién una década después se logró un esquema de interconexión donde el tráfico nacional nunca saliera del país. Hasta entonces, grandes cantidades de tráfico ocupaban enlaces internacionales, primero entre la Universidad de Chile y la Universidad Católica, luego entre CTC (actualmente Movistar) y ENTEL. Siempre me ha quedado el sentimiento que esta competencia torpe fue un mal modelo para el desarrollo del Internet chileno.

Por otro lado, siento que nuestro esfuerzo temprano por conectarnos, de buena forma, fue fundamental para el desarrollo temprano de la red en Chile. Formamos profesionales por muchos años, con conexión a Internet, antes que nadie en la industria supiera que esto existía. Cuando fueron necesarios, ya estaban formados. Tanto el esfuerzo liderado por la Universidad de Chile (que fue comprado por CTC y formó la base del servicio Internet y de Terra) como el de la Universidad Católica (que pasó por muchos dueños y terminó en lo que hoy es Telmex) sirvieron para que la empresa privada estuviera mejor preparada para proveer Internet cuando la sociedad lo necesitó.

¿Por qué hicimos todo esto? ¿qué soñábamos en esos años? Resulta difícil recordar, y la mayoría de los recuerdos son inventados. Pero estoy seguro que, además de querer ganarle a la Católica, sentíamos la responsabilidad de darle a Chile un liderazgo regional. A eso le dedicamos mucho tiempo, esfuerzo y peleas. Y fue una batalla que valió la pena, que muestra cómo las locuras inútiles que suelen investigarse en las universidades pueden dar origen a grandes aportes al desarrollo del país.

Nicolás Orellana y su chaqueta que se calienta sola

Este año se realizó por primera vez el “Desafío Bits“, una competencia organizada por la rama IEEE de estudiantes de la Universidad de Chile y que convocó a estudiantes de educación media a realizar proyectos o servicios innovadores en base a plataformas electrónicas.

El concurso partió desde un curso de verano, dentro del programa que tiene la Universidad, llamado “innovación en tecnologías digitales“, donde los jóvenes aprendieron de eléctrica, electrónica y computación. Luego se llevó a cabo la competencia durante el semestre, donde los chicos se dividieron en grupos para solucionar un problema.

Al final hubo tres proyectos ganadores: una chaqueta que se calienta, pensada para montañistas o escaladores; un sistema de alarma y ventilación para evitar altas concentraciones de gas en las casas; y un refrigerador inteligente que lleva la cuenta de lo que tiene adentro.

Los proyectos

El primer lugar se lo llevó Nicolás Orellana, que está en IIº medio del colegio Santa María de Paine, y que desarrolló una parka que se calienta eléctricamente. Se puede regular la temperatura al gusto del usuario, y según Nicolás la podrían usar escaladores, “la idea es que sea transportable y que no sea tan pesado” llevar equipo de abrigo, explica. El prototipo funciona enchufado a la corriente, pero podría funcionar con una batería o incluso adaptarse a energías renovables, como la solar o aprovechar el mismo movimiento del escalador o montañista para generar energía.

El segundo lugar se lo llevó un equipo de chicas, compuesto por Daniela Sáez (IIº medio), Ayleen Herrera (IIIº) y Bárbara Mahuida (IIIº) del Liceo 1 Javiera Carrera, que desarrollaron un sistema de alarma y ventilación para una casa. “Nos inspiramos cuando vimos en las noticias que había gente que moría por alta concentración de CO en la casa”, dice Daniela, un problema común durante los inviernos cuando se usan estufas y braseros para calefaccionar sin la adecuada ventilación.

El sistema (a nivel de maqueta, en la foto), usa un detector de gases para determinar la concentración, y tiene dos niveles de acción: si la concentración es alta pero no lo suficiente para ser peligrosa, se enciende un extractor de aire que limpia el ambiente. En cambio si el gas representa un peligro para la persona, se activa una alarma y se encienden las luces, ya que estaría conectado también con ellas. Además, el sistema envía un mensaje vía internet al dueño de la casa, para alertarlo en caso de que éste no esté.

El tercer proyecto es un refrigerador inteligente, donde las personas registran con un lector de código de barras lo que se mete en él, y luego marcan cuando lo sacan, lo que permite al sistema generar un inventario actualizado de lo que hay en el refrigerador. Así, si en un momento queda vacío, el sistema podría por ejemplo enviar la lista de las cosas que tenía a una fecha anterior directamente al supermercado y ordenar online la compra de víveres. También permite vigilar vía internet si alguien se está robando los yogures. Fue desarrollado por Amapola Brante, Daniela Gajardo y Daniela Oyarzo, de IVº Medio del Liceo 1 Javiera Carrera.

Concurso

Para desarrollar los proyectos, los estudiantes usaron la plataforma Bug, unos pequeños micro-computadores modulares que operan en base a Linux y que se podían ajustar y programar según las necesidades de cada proyecto.

El curso y el concurso a su vez fueron planeados por estudiantes universitarios. “Detectamos que en la Chile no había un concurso de innovación tecnológica anual, y que el escenario estaba bien lleno de competencias de robótica, que tienen elementos súper buenos, pero sentimos que faltaba una patita de emprendimiento, de resolver la necesidad del mundo real de alguien”, explica Mauricio Contreras, uno de los organizadores y profesor del curso, junto con Pablo Krause, Bernardo Carrillo y Omar Miranda.

Aunque la experiencia del concurso fue buena, está en evaluación si se volverá a repetir el próximo año. Por otro lado, “el curso salió demasiado bien, muy bien. Creo que va a seguir fijo”, dice Mauricio.

Para los secundarios, la experiencia también fue buena. “A mí se me abrieron muchas nuevas posibilidades, porque a mi me gustaba de antes la ingeniería pero no sabia bien qué era”, dice Daniela. Respecto al desafío bits, si bien reconocen que fue una buena experiencia, también explican que fue difícil participar por problemas de tiempo. “Partieron hartos grupos pero después se fueron saliendo porque no querían sacrificar su tiempo, venir acá los sábados, porque era harto esfuerzo. Pero valió la pena”, dice Ayleen.

El académico Marcos Orchard, quien orientó a los estudiantes en la organización del curso, también valoró la experiencia. “Para nosotros como académicos es muy importante ver ese espíritu en estas generaciones que se están formando, ir un poco más allá del día a día de su instrucción. La educación involucra un montón de otras cosas que van más allá de aprender fórmulas y saber cómo construir circuitos, y este tipo de iniciativas ayuda mucho”, dijo.

Link: Desafío Bits

El equipo autor de Bender, los “Homebreakers”, está compuesto por Felipe Smith, Pablo Hevia y Mauricio Correa, que han trabajado en la máquina con el apoyo de la Universidad de Chile.

“Estar en la RoboCup es una muestra de que en Chile se realiza investigación de calidad y que podemos competir con grandes potencias”, dice Mauricio, ingeniero civil y capitán del equipo.

Bender recibió varias actualizaciones este año para participar mejor en la competencia, entre los que está la instalación de un control de Kinect que le permitirá detectar personas y objetos; un sistema de audio Divoom iTour-70, y un switch TENDA 5 Bocas 10/100 Mbps S05, que permite conectar los tres computadores que el robot tiene en su interior.

También se le agregó una cámara térmica con la que podrá detectar personas. Bender deberá competir con equipos de 23 países demostrando habilidades caseras.

Bender comenzó a competir en la RoboCup en 2006, mejorando año a año su rendimiento.

Link: Bender

(cc) absolutely_loverly - Flickr

El mago le da una baraja de naipes a un voluntario del público. Le pide que corte y luego saque 6 cartas y -sin mostrarlas- vaya nombrando sus colores en orden. Ante el asombro del voluntario, y de la audiencia, el mago puede decirle exactamente cuáles son las 6 cartas que acaba de sacar.

Ese truco fue publicado en una revista cualquiera y un alumno de la Universidad de Chile se basó en él para hacer un importante descubrimiento. Travis Gagie, quien por estos días trabaja en la Universidad de Atto en Finlandia, nos cuenta que leyó sobre  el truco de cartas  justo en un momento de su carrera en que conducía una investigación ligeramente emparentada con el artículo leído.

Un par de vueltas al asunto y las neuronas hicieron sinapsis: era posible aplicar sus conclusiones a los algoritmos de compresión teóricos.

Pero no nos adelantemos a los hechos. ¿Cómo sabe el mago cuáles son las cartas? La clave es arreglar el mazo previamente en una secuencia de colores que sigue un patrón específico, llamado secuencia de De Bruijn. Esta secuencia sigue un alfabeto en el que cada posible subsecuencia de 6 naipes aparece una sola vez.

Si el mazo de cartas está ordenado de esta forma y el mago ha memorizado el ciclo De Bruijn, ya conoce todos los posibles sextetos que pueden formarse con seis cartas consecutivas. (El problema es memorizar todas las posibles secuencias, claro, y que el voluntario corte el mazo en vez de barajarlo). Considerando que el mago no es adivino, obviamente hay un truco de por medio y se los acabamos de revelar.

Cuando Travis Gagie leyó sobre ese truco, se encontraba en medio de una investigación que giraba en torno a la entropía empírica. En particular, habían concluído que una manera de establecer el orden k^esimo de entropía de una secuencia era igualarlo al grado de incertidumbre de un elemento cualquiera de esa secuencia dado que se conociera previamente los primeros k elementos de ésta. Pues bien, cuando leyó aquel artículo dijo:

Pero si esto es obvio! ¹ La entropía empírica de cualquier sexteto en un conjunto de Bruijn de k^esimo orden es cero!

La meditación acerca del comportamiento de los ciclos de Bruijn en combinación con sus propias investigaciones sobre la entropía empírica, lo llevó a simular variaciones en donde se trabaja con una baraja no arreglada previamente, y sacando siete cartas en vez de seis. El voluntario ha de volver a meter las cartas en el mazo, y acto seguido lo cortará. El desafío es “adivinar” cuáles eran esas 7 cartas. Dice Gagie:

“No es difícil ² demostrar que la probabilidad de que dos séptuplos de cartas tengan los mismos colores en el mismo orden es a lo más 1/128″

Analizando el problema, y modificando la cantidad de cartas a sacar en cada muestra, o las características de la baraja (que en realidad representa cualquier conjunto finito), le permitieron a Travis Gagie publicar un paper que encontrarán al pie de este artículo.

En él, se establecen cuatro teoremas que plantean la probabilística de deducir correctamente el valor de una serie de elementos extrayéndolos de un universo dadas una serie de condiciones. En ellos, se utiliza la combinación entre el truco de magia y la investigación de Gagie para establecer un límite teórico aplicable a la compresión de datos, y cuya particularidad es que establece -dentro del plano de lo matemáticamente posible- un radio de compresión teóricamente posible más bajo que cualquiera que haya sido demostrado anteriormente. Sin embargo, Travis no encuentra que su investigación sea para celebrar:

Es más bien un descubrimiento negativo. Demuestra que no es posible hacer ciertas cosas con algoritmos de compresión

El hecho de descubrir un límite (aunque sea más bajo que los que se conocían antes) sigue significando que ese límite acota las posibilidades de los algoritmos de compresión, pero eso no quita que empujar el límite teórico un poco más allá sea un progreso. Vale la pena mencionar que esto no significa que WinRAR mañana vaya a comprimir más rápido o mejor, pero sí es cierto que los algoritmos que hoy se usan en esa clase de aplicaciones una vez no fueron más que tiza sobre un pizarrón, e ideas en la cabeza de alguien tan brillante como Travis Gagie.

Además, no todos los días un truco de magia inspira cuatro teoremas matemáticos.

Link:
Bounds from a Card Trick (Arxiv.org Descargar PDF)
Card trick leads to new bound on data compression (Technology Review – Gracias, @Letsan!)

^{1.- “Obvio”: adjetivo que puede variar radicalmente su grado de aplicabilidad cuando lo usa un matemático
2.- “No es difícil demostrar que”: descripción que los matemáticos hacen sobre axiomas que para el resto del mundo son imposibles de demostrar}

“La televisión digital es una herramienta de enorme utilidad para mejorar la calidad y equidad de la educación chilena, desafío en el que ella (la universidad) tiene un rol relevante”, explicó el rector.

Sin duda sería interesante tener en la oferta un canal de la universidad, que podría dar más variedad a lo que existe actualmente en las señales televisivas

Chilevisión

En medio de todo esto está Chilevisión, canal cuyo propietario es el presidente Sebastián Piñera, y que ha tenido problemas para ser vendido precisamente porque en realidad la concesión pertenece a la Universidad de Chile.

En los primeros días de la TV abierta, las universidades jugaron un rol fundamental. Los primeros canales pertenecieron todos a Universidades (Católica, de Valparaíso y de Chile) y ellos han mantenido las concesiones en los años posteriores.

Chilevisión fue operado desde 1960 hasta 1993 por la U. de Chile. Ese año, aproblemado por deudas y por la dificultad de mantener un canal de TV, la Universidad cedió la concesión a comodato por 25 años al Grupo Cisneros, un conglomerado privado de origen venezolano. Desde ahí el usufructo de la concesión se fue traspasando hasta que llegó al actual presidente.

El problema para la venta es que en 2018 se acaba el contrato y la concesión vuelve a manos de la universidad. Ningún grupo parece estar interesado en invertir en un canal de TV por ocho años, para luego perderlo.

A esto, se suma que precisamente en 2018 según los cálculos del gobierno será el “apagón analógico”, lo que podría eventualmente reconfigurar todo el panorama de concesiones de televisión, considerando que la TV digital permite una mayor compresión de las señales, y la posible entrada de más operadores al mercado de televisión.

En este contexto, la Universidad de Chile está trabajando para revisar el contrato por el que se cedió la operación de la concesión, y los derechos que la entidad mantiene sobre ella. Sin duda es un asunto que no hará que la venta del canal sea algo fácil.

Links:
- Futura venta de Chilevisión queda sujeta a la participación de la U. de Chile (Radio Universidad de Chile)
- U. de Chile encarga estudio jurídico por concesión de CHV (La Tercera)
- Universidad de Chile anuncia que invocará sus derechos ante venta de Chilevisión (Emol)

Aunque no es el más potente en Sudamérica (el más grande está en Brasil y es como 20 veces más potente), el equipo tiene nada menos que 600 núcleos (528 instalados y 80 de apoyo), con 66 nodos Intel Xeon X5550, más de 1.500 GB de RAM y 6 Teraflops teóricos, que en un principio se utilizarán para realizar cálculos climáticos, pero que más adelante se utilizará en minería, biología, astronomía y otras disciplinas.

En astronomía podrá ser especialmente relevante considerando que en el norte del país se instalará el E-ELT, que “va a generar 15 Terabytes de datos por noche. Para todas esas imágenes hay que desarrollar algoritmos para que se vayan generando patrones que le digan a los astrónomos acá hay algo interesante, porque el astrónomo no puede estar revisando 15 terabytes, lo tiene que hacer un computador”, explicó Claudio Baeza, ingeniero del laboratorio High Performance Computing y Grid del CMM.

En un principio, el cluster funcionará para algunos proyectos de la universidad, pero la idea es que de a poco se vayan sumando más investigaciones. Baeza explicó que la idea es que los científicos de todo Chile que necesiten utilizar este equipo para realizar cálculos puedan postular de manera fácil (y gratuita), enviando una solicitud al CMM indicando cuál es su proyecto. También empresas podrán utilizarlo (Codelco, por ejemplo, ya manda a hacer algunos cálculos en el cluster anterior al que acaba de llegar), aunque para ellas no será gratis.

Respecto al desarrollo del software y los modelos que se utilizarán para trabajar en este equipo, señaló que se utilizan programas traídos de afuera y que también se están desarrollando sistemas en Chile. “Esperamos que esto fomente que los alumnos y más gente joven empiece a meterse en esto y a programar, porque ahora ya el multicore está en el escritorio. De hecho ahora el notebook es multicore”, afirmó.

Baeza destacó también que este tipo de equipos son “un medidor de desarrollo. No hay ningún país desarrollado que no tenga uno de éstos”. Lamentablemente en Chile sólo tenemos uno.

Instalando un cluster

El equipo, cuya gestión para traerlo demoró 2 años e implicó una inversión de US$600 mil, es del porte de dos refrigeradores (de 2,09 metros de alto) , y ya que venía armado desde Estados Unidos, no se le puede mover una sola pieza para transportarlo. La inclinación máxima para moverlo, de hecho era sólo 7º, así que el iDataplex voló parado en avión desde Brasil a Chile y llegó al CMM el viernes pasado en la misma posición en la que salió.

A los 7º de inclinación se sumó como complicación además que detrás del edificio donde está el datacenter en el campus Beaucheff de la universidad, se está realizando una nueva construcción, que bloqueó la entrada directa al sector refrigerado donde se instalan estas máquinas.

Por ende, se debió ingresar el equipo por la puerta principal, que no está construida para eso. “Hubo que romper parte del suelo para hacerlo entrar”, explica Baeza. Uno de los ascensores además debió ser desmantelado casi completo para que cupiera el equipo.

El sistema todavía no está funcionando, porque falta instalar algunas cosas, aunque se espera que en tres semanas esté corriendo (muy rápido).

Link: Centro de Modelamiento Matemático