jueves, 19 de marzo de 2015

Lógica humana Vs Lógica de avión

A la hora de diseñar la lógica interna de los aviones los ingenieros tienen en cuenta los últimos avances en tecnología computacional. El aumento de velocidad en la computación ha crecido de forma considerable en los últimos años, pero aun estamos muy lejos de desarrollar sistemas a los que se pueda clasificar como “inteligentes”. Existen situaciones en las que la lógica computacional supera ampliamente a la lógica humana, pero en muchas otras situaciones un ordenador fallaría a la hora de tomar una decisión correcta. Simplemente los humanos aplicamos una lógica distinta. Para ilustrar este hecho basta con recordar la famosa tarea de Wason que se popularizo a mediados de los años 60.  

En esta tarea se les pedía a los voluntarios que respondieran una “sencilla” pregunta. Tal como se muestra en el gráfico existen 4 cartas que están impresas por un lado con números y por el otro con letras, esto es, donde se ve un número existe una letra en el otro lado y viceversa.


Se hacia la siguiente afirmación:

Si en un lado hay una “E” entonces en el otro hay un “4” 

La tarea consistía en saber cuantas cartas (y cuales) era necesario dar la vuelta para decidir la veracidad o la falsedad de esta afirmación. ¿...y tu que crees?

Para saber mas haz click en leer :)


Lo que Wason encontró es que la mayoría de la gente decidía que la primera carta que se debía volver era la marcada con la letra E. lo cual es bastante lógico, porque en caso de que no hubiera un 4 en el anverso entonces la afirmación seria falsa. 

El problema viene cuando en el anverso encontramos el numero 4, porque entonces debemos seguir volteando mas cartas. Sorprendentemente los humanos no salimos muy bien parados a la hora de completar estas tareas, porque Wason pudo comprobar que la lógica que la mayoría de las personas aplica les lleva a elegir una segunda carta marcada con el número 4, pero esto es erróneo. El que exista otra letra distinta a la “E” en el otro lado no aporta en realidad ninguna información relevante para poder decidir sobre la veracidad de la afirmación. 

Solamente unos pocos habrían escogido la carta marcada con el numero 7. Esta carta si aporta información relevante, pues si en otro lado hay una “E” entonces la afirmación es falsa. Simplemente a los humanos no se nos da bien la aplicación de la lógica formal. 

Esta prueba fue hecha a un gran número de personas y la mayoría no supieron resolverla convenientemente, muchas de estas personas tenían unas puntuaciones en cociente intelectual superior a la media. El problema estriba en que los humanos tendemos a buscar la confirmación de nuestras ideas, o en otras palabras lo que no buscamos es la falsación de la sentencia (o el problema en la cabina de vuelo), sino que lo que hacemos es intentar confirmar la veracidad. 

Si por el contrario, tal como se muestra en el siguiente gráfico, aplicamos las tablas de verdad de la lógica formal veremos que la proposición queda comprobada si buscamos el fallo (la falsedad). Si llamamos p a la primera proposición y q a la segunda entonces podemos establecer la implicación “Si p entonces q”, que se representa en lógica formal como p → q. Para resolver la prueba el sujeto tiene que darse cuenta de que la combinación correcta es aquella en la que la implicación resulta ser falsa.


Desgraciadamente cualquier teléfono “Smart phone” del mercado nos da cien vueltas en este sentido. Sin embargo existen otras situaciones que se nos dan mejor a los humanos, compárese ahora el ejemplo anterior con el siguiente. 

Si hacemos la siguiente afirmación:

“Cuando viajo a Madrid lo hago siempre en coche” 

Esta es una situación más convencional, más “humana” o social si se quiere. Ahora parece más claro que levantar las cartas “Voy a Madrid” y “En tren”: son las adecuadas para validar o negar la afirmación.


La razón es bastante obvia porque en coche esta claro que puedo ir a muchos otros sitios, no solo a Madrid, es por ello que levantar “En coche” no es relevante o en otras palabras no es informativo. 

Esta es pues, la razón de que la lógica en los modernos aviones comerciales, como el EMBRAER 170-190 no esté basada en la lógica “humana”, pero tampoco lo esté en la lógica formal pura, en su lugar los ingenieros diseñan los procedimientos automáticos basándose en el concepto de puertas lógicas. Las puertas lógicas son elementos (operadores) del álgebra de Boole que se utilizan mucho en electrónica para satisfacer ciertas condiciones. Los más conocidos son los del tipo AND y OR. 

En los operadores AND se debe hacer coincidir dos eventos simultáneamente para obtener una respuesta. El ejemplo clásico es el de dos interruptores puestos en serie, si uno de los dos no esta en la posición cerrada entonces la lámpara del circuito no luce. En los operadores OR (interruptores en paralelo) uno de los dos es suficiente para generar una respuesta. Las tablas de verdad de estos operadores son muy sencillas



Un ejemplo del uso de estos operadores tipo OR seria la retracción automática de los aerofrenos en vuelo: Velocidad inferior a 180 nudos o ángulo de palanca inferior a 70° o FLAPS más de la posición 1.

Existen muchos más operadores, pero el estudio de ellos no corresponde a esta guía. 


…y para practicar existe un simulador en esta dirección:

Con estas puertas lógicas el sistema aplica los automatismos correspondientes en caso de fallo del sistema y es el piloto el que debe de decidir si es lo correcto (o no) en cada momento. El piloto tiene siempre el control último de los sistemas pudiendo cancelar cualquiera de los automatismos “lógicos”.

Aparte de estos sistemas existen unidades de procesamiento dentro de las unidades mas importantes, como las Modular Avionic Units (MAU). Para el resto de la lógica que funciona dentro del EMBRAER se utiliza un lenguaje de programación especial que se denomina DEOS (Digital Engine Operative System), en realidad DEOS es el sistema operativo de las unidades de computación que utilizan las CPU del avión. Estas unidades CPU están basadas en la arquitectura 486 ó Pentium, por lo que ni siquiera llegan a la potencia de las mas modernas Core i7.

Aunque un procesador de la gama 486 pueda parecer obsoleto para cualquier adolescente de hoy en día, no lo es tanto en el campo de la aviación. La potencia del procesador es mas que suficiente para llevar a cabo todas las tareas que le están encomendadas. Piénsese que aquí la potencia grafica no se requiere como en un PC. Para que el lector se haga una idea de la potencia de calculo que se requiere en aviación basta recordar que los famosos aviones de combate F-18 que han participado en multitud de operaciones aéreas con éxito, llevan instalados (en las primeras versiones) procesadores de solamente 16Kb.




Otra de las características que hacen que el EMBRAER 170-190 sea un avión especial es el hecho de que cada cierto tiempo sea posible modificar el software del sistema. Los ingenieros pueden realizar mejoras de la lógica e incluso de las actuaciones del aeroplano por medio de la modificación del programa interno. Estos programas son los que se conocen con el nombre de LOADS (cargas). Se han emitido varias versiones de este tipo de cargas que son fácilmente identificables por el numero que las acompaña. La ultima versión disponible cuando se escribe este post es la denominada software load 27.

Una de las cosas buenas que tiene este tipo de puesta al día (upgrade) es que la arquitectura esta abierta a modificaciones según sea necesario, bien por cambio de legislación o bien por aumentar las actuaciones o características de vuelo. También son necesarios estos cambios para poder subsanar ciertos errores que se pueden descubrir a posteriori cuando el avión se encuentra operando en la compañía aérea. Exactamente como ocurre con los sistemas operativos de los PC existen versiones de este software que son consideradas mas estables, o con menos fallos si se quiere, por ello hay operadores que no se deciden a cambiar inmediatamente a las nuevas versiones hasta que estas no están suficientemente probadas.



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