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La computadora de hace 200 años

Jonathan Fildes
BBC


Investigadores de Estados Unidos han presentado el diseño de una diminuta computadora mecánica inspirada en ideas sobre computación de unos 200 años atrás.
La computadora nano está inspirada en la máquina diferencial creada por Charles Babbage.
Los científicos encargados del proyecto dicen que la computadora estará construida con componentes nanométricos, equivalentes a una milmillonésima parte de un metro, según escribieron en la revista "New Journal of Physics".

Aseguran que los chips basados en este diseño podrían utilizarse, por ejemplo, en motores de automóviles donde el silicio puede ser demasiado delicado.
"Estamos proponiendo un nuevo tipo de arquitectura computacional basada en elementos mecánicos nanométricos", afirmó Robert Blick, de la Universidad de Wisconsin-Madison en Estados Unidos y uno de los autores del estudio.
"No queremos competir contra el silicio de alta velocidad, pero donde somos competitivos es en todas las aplicaciones convencionales que necesitan microprocesadores que pueden ser también lentos y baratos", añadió. Los usos podrían incluir desde juguetes hasta electrodomésticos.

Pensar en pequeño

Las computadoras mecánicas no son nuevas. Los restos de una computadora analógica de más de 2.000 años de antigüedad y conocida como el mecanismo Antikythera fueron descubiertos en Grecia en 1902.
Y durante el siglo XIX, el matemático e ingeniero británico, Charles Babbage, diseñó una máquina analítica que utilizaba tarjetas perforadas de Jacquard.

Su máquina diferencial, por ejemplo, contenía más de 25.000 palancas individuales, trinquetes y dientes y pesaba más de 13 toneladas.
Aunque sus diseños nunca llegaron a realizarse, reconstrucciones recientes llevadas a cabo por el Museo de Ciencia de Londres muestran que eran capaces de efectuar cálculos complejos.
La propuesta del equipo de investigadores de EE.UU. está en deuda con estos conceptos originales.
"Está inspirado en las ideas de Babbage pero estos días podemos hacerlo a escala pequeña", afirmó Blick.

Objetivo comercial

Esta tecnología podría ayudar a la industria de los chips a seguir aplicando la Ley de Moore.
El diminuto e hipotético procesador de operaciones matemáticas podría construirse a partir de materiales muy duros, como diamante o los llamados materiales piezoeléctricos, que pueden cambiar de forma cuando se les aplica una corriente eléctrica.

Al contrario de las computadoras actuales, que están basadas en el movimiento de electrones alrededor de los circuitos para efectuar cálculos útiles, la computadora mecánica nano podría usar el empuje y atracción de cada elemento diminuto para hacer los cálculos.

Los investigadores actualmente están construyendo el primer elemento necesario para la computadora, centrándose al comienzo en los transistores, los conmutadores básicos que se hayan en el corazón de todas las computadoras.
"Hemos demostrado que un único elemento de estos transistores funciona", dijo Blick.
Las simulaciones también indican que debería de ser posible construir circuitos que funcionan, agregó.
"Creemos que, dentro de un par de años, este trabajo conducirá a aplicaciones comerciales", dijo.

El ejército de Estados Unidos está interesado en estos mecanismos ya que, al contrario de los chips tradicionales, los mecanismos mecánicos nano no son susceptibles a impulsos electromagnéticos que podrían ser utilizados por el enemigo para dañar sistemas informáticos.

Principios de diseño

Sin embargo, el equipo cree que las ventajas clave de los chips podrían consistir en ayudar a la industria de los chips en su incesante búsqueda de la Ley de Moore.
El cofundador de la compañía de componentes electrónicos Intel, Gordon Moore, dijo en 1965 que el número de transistores en un microchip se doblaría cada dos años.
Los primeros prototipos fueron construidos a partir de oro y silicio.
Durante cuatro décadas fue así, pero el mismo Moore creyó que su ley "no puede continuar siempre" ya que se alcanzará el límite térmico.
En ese punto, el calor interferirá en las funciones de los circuitos, anulando cualquier eficiencia conseguida al colocar más transistores en un chip.
Los dispositivos mecánicos son más fríos que el silicio y, por tanto, no tendrían este problema.

Pero Michael Kraft, de la Universidad de Southampton en Inglaterra, cree que será difícil convencer a la industria del silicio a que abandone los diseños de chips más tradicionales como el diseño de circuitos conocido como CMOS.
"El sector ha estado trabajando con CMOS casi 40 años y hay muchísima infraestructura y conocimiento adquirido", dijo Kraft a la BBC.
"Creo que, comercialmente, el sector continuará con CMOS hasta el punto en que no sea posible impulsarlo más", añadió.
Sin embargo, dijo que el enfoque mecánico nano ofrece ciertas ventajas que podrían conducir a la creación de chips híbridos.
"Consumen menos energía lo cual es muy importante porque hoy en día la mayoría de las computadoras son móviles", afirmó.
"La batería es el gran cuello de botella, así que cualquier cosa que reduzca el consumo de energía será una gran ventaja", dijo.