En otras entradas de este blog he hecho referencia al fenómeno de la “ciudad consciente” como el resultado de la hiperinflación de las conexiones entre los elementos inteligentes de la ciudad: un fenómeno emergente fruto de la complejidad neuronal.

En esta entrada voy a intentar profundizar en este concepto y como siempre voy a apoyarme en las soluciones que la naturaleza ya ha ensayado con éxito.

La arquitectura del sistema

La neurociencia está avanzando rápidamente para comprender cuales son los mecanismos que permiten a los seres vivos ejecutar sus increíbles (y sin embargo cotidianas) hazañas. Sólo a medida que la robótica, las redes neuronales, la neurocibernética, la biónica o la inteligencia artificial intentan emularlas nos vamos dando cuenta de lo efectivamente increíbles que son: ver, oír, oler, gustar, accionar sistemas musculoesqueléticos complejos… en fin toda la parafernalia sensorial y motora que los seres vivos ejecutan aparentemente sin dificultad, pasan a ser milagros casi imposibles cuando se quieren reproducir artificialmente.

Aunque todo esté basado en un esquema sencillo:

La realidad es que luego se superponen varios niveles de control: sistemas de respuesta refleja, sistemas de control subconsciente, sistemas de control consciente… Que además utilizan diversas vías de comunicación: nerviosa, hormonal, celular… Dando como resultado sistemas complejos que han evolucionado durante millones de años y que han producido una abrumadora diversidad de organismos capaces de analizar su entorno para encontrar un nicho ambiental adecuado, capaces de sobrevivir, alimentarse y crecer, capaces de reproducirse y capaces de transmitir conocimiento entre generaciones, bien inserto en su ADN o bien transmitido de individuo a individuo por imitación. Desde un diminuto mosquito de apenas un milímetro de largo hasta una ballena de treinta metros.

Todos los seres vivos actuales que disponen de esas capacidades, fundamentan su sistema neuronal en ese bucle básico: un sistema sensorial, un proceso de planificación de acciones y un sistema motor que las ejecuta, proceso que está sujeto a reevaluación constante de la calidad del resultado.

Sin que yo disponga de un conocimiento profundo de las estructuras neuronales que controlan este proceso, ni de las técnicas actuales de programación neuronal que intentan reproducirlo, simplemente por la observación directa del comportamiento de los animales y de la lógica necesaria para reproducirlo en un sistema artificial, me atrevo a realizar algunas afirmaciones:

  1. El sistema sensorial de todo animal, independientemente de su tamaño y comportamiento, ha evolucionado para permitir un control completo y constante de todos sus sistemas. Es más, sin la existencia de un sistema sensorial completo adaptado a su medio, la supervivencia de cualquier animal está gravemente comprometida. Cualquier animal que ha sufrido alguna lesión que le impida analizar su medio pasa a ser inmediatamente una presa fácil. Estos sistemas sensoriales complejos producen un torrente enorme y constante de datos (un auténtico big data). Hasta en el mosquito de menos de un milímetro.
  2. El sistema de planificación debe recibir y analizar ese torrente de datos y adoptar decisiones instantáneas y correctas para asegurar la supervivencia y funcionalidad del animal, es decir debe establecer una conducta y su resultado futuro, todo animal por tanto dispone de una previsión de futuro que es reevaluada constantemente en función de su resultado. ¿Cómo lo hace?
  3. Por último el sistema motor debe ejecutar las acciones planificadas, debe poner en marcha múltiples sistemas musculares de alta precisión, adoptar estrategias para garantizar el suministro de energía, resolver los fallos o defectos de un componente con estrategias alternativas… todo ello mientras el sistema de planificación le está bombardeando con modificaciones constantes de conducta en función del resultado. Todo ello en un tempo que se mide en décimas de segundo. Vivirá si es más rápido, más ágil, más resistente o mejor planificador que su rival. Es un buen aliciente para mejorar.

Mi impresión es que toda esta sofisticada nanomaquinaria, sólo puede funcionar eficientemente en cualquier animal bajo una premisa: el sistema neuronal debe dividirse en dos sistemas:

El sistema base o subconsciente: es el que recibe el torrente sensorial, planifica las acciones potenciales, dirige y coordina las acciones motoras finas, a veces se encarga por completo de ejecutar acciones rutinarias: masticar, tragar, digerir… Se organiza en subsistemas autónomos que se encargan de procesar señales, algunos por ejemplo pueden ser:

    • El subsistema visual crea un escenario a partir de las señales de los ojos y la experiencia visual. Debe hacerlo con la máxima economía de señales y en el mínimo tiempo, las ilusiones ópticas nos dan una idea de la capacidad de este sistema para generar escenarios aberrantes, pero son excepciones porque en otro caso la supervivencia puede estar comprometida.
    • El susbsistema propioceptor genera una imagen de la posición en el espacio de cada parte de nuestro cuerpo, al igual que el sistema visual esta imagen es una creación, tras la amputación de un miembro a veces el sujeto sigue teniendo la impresión de aún dispone de él.
    • El subsistema auditivo genera un espacio tridimensional de fuentes de sonido.
    • El subsistema motor nos permite realizar movimientos de precisión donde intervienen los sensores de presión, de temperatura, de posición… formando un concierto coherente. A ese mosquito le permiten mover sus alas cientos de veces por segundo y corregir su rumbo en centésimas de segundo.

Un sistema que no descansa nunca, sólo se ralentiza durante algunas fases del sueño profundo.

El sistema de conducta o consciente: el animal caza o busca alimento, se reproduce, juega o aprende mediante conductas de alto nivel. Para conseguirlo no puede estar pendiente de todo: si corre o vuela no puede gestionar el torrente de datos sensoriales y motores precisos para ejecutar la acción, se pone a correr y punto. Sigue a una presa, esquiva un obstáculo, acelera o frena, piensa una estrategia de caza. Es como un conductor de coche, no necesita saber que están haciendo los pistones del motor, se limita a apretar el acelerador.

Por repetición incluso puede llegar a rutinizar conductas que pasan a ser ejecutadas por el subconsciente.

Este sistema es conectado y desconectado por el subconsciente durante el sueño, desde este punto de vista lo podemos considerar como un sistema dependiente.

Por tanto todo animal, sin excepción, debe disponer de una parte subconsciente que se encarga de la infraestructura general y de una parte consciente que marca y ejecuta la conducta en aquellos períodos en que el subconsciente se lo permita.

Sin duda una gran parte de la actividad neuronal es detentada por la porción subconsciente y es ignorada por la parte consciente. Para un funcionamiento correcto del sistema esta premisa en necesaria: la porción consciente debe ignorar a la parte subconsciente, si no fuese así no podría actuar. El big data colapsaría la capacidad consciente para adoptar decisiones y ejecutarlas. Desde una lombriz de tierra hasta un ser humano creo que comparten este esquema organizativo, por tanto si todos tenemos una parte consciente, todos los animales, en mayor o menor grado, tenemos también un yo.

Así que ahí está el subconsciente, funcionando constantemente, proporcionando un escenario donde vive y actúa el yo pero sin delatarse, en la sombra, inmenso y poderoso, todo lo controla, todo lo ve. Quizá también todo lo decide.

La ciudad

Si la estrategia subconsciente-consciente ha sido adoptada por la naturaleza, y desde mi punto de vista, como una estrategia imprescindible para el desarrollo del mundo animal, la ciudad en su desarrollo cognitivo debe imitar a la naturaleza.

Eso significa que es preciso deslindar qué funciones cumple cada parte y cuáles son los componentes y la arquitectura precisos para conseguirlo.

Al igual que en el ejemplo del conductor del coche que se limita a apretar el acelerador, el conductor de la ciudad debe disponer de sistemas de alto nivel que le permitan sentir, planificar y actuar sin tener en cuenta la infraestructura subyacente necesaria, por compleja que ésta sea.

En entradas anteriores de este blog ya he apuntado alguna de las estrategias:

1) Concebir la ciudad como un conjunto de espacios inteligentes jerarquizados:

  • El espacio frío controlado por el gestor del frigorífico que rinde cuentas a:
  • La pieza habitacional donde se ubica que rinde cuentas a:
  • La vivienda que la contiene que rinde cuentas a:
  • El condominio donde se ubica que rinde cuentas a:
  • La manzana urbana que rinde cuentas a:
  • El distrito urbano que rinde cuentas a:
  • La ciudad o al área metropolitana

2) Proporcionar a cada espacio (componente urbano) un sistema de gestión inteligente. Darle personalidad propia, convertirlo en una Cosa de Internet.

3) Proporcionar a ese gestor inteligente capacidad para controlar su espacio: sensores, un planificador y actuadores. Cuando se generan determinadas alertas, se sobrepasan ciertos umbrales o aparecen incidencias las comunica a su nivel superior y queda a la espera de instrucciones o acciones correctivas:

  • Se han acabado los yogures, la vivienda debe incluir en su lista de provisiones un pedido de yogures.
  • La incidencia solar ha exigido bajar las persianas (una acción local de la pieza habitacional) y arrancar el aire acondicionado (una petición de la pieza a la vivienda). El arranque y apagado del aire actualizan un indicador de gasto energético en refrigeración que la vivienda traslada al condominio, este lo consolida entre todas las viviendas y lo traslada a la manzana, que a su vez lo consolida y lo traslada al distrito y a la ciudad. La curva de consumo energético en refrigeración del cuadro de mandos urbano se actualiza diaria o mensualmente según la periodicidad que se haya establecido.

4) Establecer los protocolos de comunicación entre todos los gestores: separar los datos públicos de los privados, establecer los formatos normalizados y determinar la periodicidad de las transmisiones.

5) Establecer la capacidad de cada nivel para evaluar y determinar la conducta de su nivel inferior, estableciendo la competencia jurídica y funcional entre los elementos de la ciudad. De los yogures se ocupa el propietario de la vivienda. De ampliar el abastecimiento eléctrico para responder a la demanda para aire acondicionado se ocupa el Ayuntamiento.

En definitiva extender el subconsciente animal a la ciudad. El propietario, el administrador o el ciudadano en general, adquieren, gracias a la tecnología, un Subconsciente Urbano Extendido con quien se comunican mediante dispositivos electrónicos y que les permite actuar en la ciudad, en el nivel que les corresponda, sin tener que descender a los pormenores de cada sistema.

El consciente urbano

En un primer nivel formará el consciente urbano todo el conjunto de personas que se conectan y utilizan el subconsciente urbano.

Pero la adición incesante de pequeños sistemas inteligentes, de neuronas urbanas, al sistema, llevará inevitablemente a imitar a la naturaleza y en algún momento será preciso crear un consciente urbano no humano. Un sistema capaz de ejecutar una conducta sin supervisión humana. Una conducta instintiva grabada en su ADN, en su programación básica, una conducta aprendida de su experiencia o una conducta nueva fruto de su capacidad emergente de pensamiento innovador.

Ignacio Arnaiz Eguren

Director de Innovación

Arnaiz Urbimática SL