Entra el drone

Como se está convirtiendo en una tradición en este blog, hagamos una breve inmersión en una historia personal. Allá por 2010, parte de mi trabajo consistía en explorar nuevas tecnologías y hackearlas para encontrar aplicaciones que no son necesariamente obvias. Cuando vi volar un drone por primera vez en la oficina de Dutch Game Garden donde trabajaba (me refiero a un pequeño cuadricóptero civil, no a los militares), quedé fascinado… Hay algo tan extraño en la forma en que vuelan; parece imposible. Quería uno y necesitaba aprender más al respecto.

Mi primer pensamiento fue que las condenadas cosas eran demasiado caras, y probablemente lo rompería en poco tiempo. Entonces, surgió una idea brillante: me fui a gastar el doble de dinero y cientos de horas de trabajo diseñando y construyendo mi propio cuadricóptero totalmente personalizado. Y valió totalmente la pena en todos los sentidos posibles.

De ahí salieron varias cosas: aprendí mucho sobre diferentes campos: diseño e impresión 3D de precisión, corte láser, materiales, aerodinámica, motores, controladores. Casi quemo mi casa, reuní a un grupo súper genial de estudiantes de arte para crear seminarios intensivos sobre “El potencial artístico de la robótica aérea”, y aprendí sobre un algoritmo relativamente simple y mágico que permite que algo con un diseño imposiblemente inestable realmente vuele de manera controlada.

Entonces, ¿qué tienen en común un drone, un aire acondicionado y la ideología política?

Mantener un drone en el aire, mantener estable la temperatura, montar un Segway o un OneWheel, combatir el racismo y la desigualdad, y diseñar legislación y regulaciones son todos actos de equilibrio muy complicados y aparentemente imposibles en situaciones donde muchas “fuerzas” externas siguen cambiando y tratando de arrojar todo al caos.

Ya sea que estemos tratando de detener la guerra o el abuso de género, la discriminación racial, diseñando políticas de inmigración, optimizando el crecimiento económico e industrial mientras controlamos la contaminación y el impacto ecológico, esencialmente estamos realizando ajustes de equilibrio. Incluso si no nos damos cuenta o lo ignoramos para simplificar las cosas, todas las actividades que realizamos en cualquiera de los lados probablemente pueden ser exageradas de manera catastrófica.

De eso quiero hablar, del equilibrio y cómo las técnicas que usan las máquinas para lograrlo pueden ser realmente esclarecedoras. Ahora, antes de descartar esto como una aburrida y pasada de moda propaganda centrista, tengan paciencia conmigo por unos minutos. No haré ningún punto hacia la izquierda, la derecha o el centro. Intentaré muy duro solo concentrarme en los procesos de toma de decisiones y en combatir el sesgo emocional.

Cómo lo hacen las máquinas

El algoritmo principal detrás de tantos inventos asombrosos de auto-equilibrio se llama “controlador PID” (Proporcional-Integral-Derivativo). Es un bucle que calcula continuamente el error entre donde estamos y donde queremos estar, luego aplica correcciones basadas en tres piezas de información:

1. El error actual (Proporcional): cuanto más lejos estemos de donde queremos estar, más fuerte deberíamos empujar.
2. El error acumulado a lo largo del tiempo (Integral): si hemos estado fuera del objetivo durante un tiempo (nuestros esfuerzos no están funcionando), necesitamos empujar más fuerte.
3. La tasa de cambio (Derivativa): Este componente predice el futuro; si nos estamos moviendo rápido hacia el objetivo, deberíamos aflojar o incluso empujar hacia atrás para evitar pasarnos.

Al equilibrar, estos tres componentes necesitan ser recalculados una y otra vez tan rápido y tan a menudo como sea posible. Cuanto más inestable sea el sistema, más rápido necesitamos hacer estos cálculos. Aunque los controladores PID existen desde la década de 1920 (introducidos por primera vez en producción por Nicolas Minorsky para el piloto automático de barcos), los pequeños drones cuadricópteros como los conocemos hoy no fueron lo suficientemente estables hasta mediados de la década de 2000 porque no había computadoras que fueran lo suficientemente ligeras y rápidas para controlar (y ser transportadas por) algo tan pequeño e inestable.

Ajuste

Los controladores PID pueden equilibrar cualquier cosa, pero para cada tarea específica, necesitan ser ajustados. Ajustar un controlador PID es crítico para su rendimiento; esto consiste en decidir cuánta “importancia” dar a cada componente. En la siguiente imagen, puedes ver cómo es un proceso de ajuste. La línea azul puede verse como la “posición a lo largo del tiempo” de un objeto que comienza en 0 y está tratando de equilibrarse en la línea roja punteada. En la animación, ves los valores Kp, Ki y Kd siendo ajustados; estos establecen qué tan “importante” es cada componente:

Cómo lo hacen los humanos

Cuando observamos cómo la sociedad reacciona a los problemas sociales, a menudo vemos un fuerte enfoque en el componente “P” (Proporcional) - vemos un problema y empujamos fuerte para arreglarlo. Esto es natural e importante - si hay discriminación o desigualdad, definitivamente deberíamos trabajar para corregirlo. Si hay formas de mejorar la productividad, la innovación y la situación económica, definitivamente deberíamos perseguir eso.

El componente “I” (Integral) también se ve a menudo - cuando la gente siente que sus preocupaciones han sido ignoradas durante demasiado tiempo, la presión por el cambio se acumula. Esta frustración acumulada a menudo lleva a impulsos más fuertes para la reforma. Esto realmente ayuda a corregir condiciones donde estamos atascados por alguna “fuerza externa” que nos empuja lejos del objetivo. Pero también aumenta las posibilidades y la magnitud de pasarnos de nuestro objetivo.

Sin embargo, el problema es que cuando el Integral “I” hace su trabajo y desbloquea el cambio, el componente “D” (Derivativo) se vuelve realmente difícil de implementar. Es extremadamente difícil y contraintuitivo frenar después de tanta lucha, exactamente cuando el cambio que querías finalmente comienza a suceder. Pero sin este componente, corremos el riesgo de pasarnos de nuestros objetivos, potencialmente creando nuevas formas de desigualdad o discriminación en nuestro intento de corregir las existentes. O provocando una fuerte reacción de personas que están más enfocadas en el otro lado de un problema, lo que nos empuja de vuelta a donde estábamos al principio, pero con más animosidad y división entre grupos de personas y, por lo tanto, un sistema más inestable. (puedes ver esto sucediendo en el gráfico cuando el Ki crece y el Kd está en 0, el sobrepaso se intensifica) El componente D calma las cosas y nos hace alcanzar nuestro objetivo más rápido.

Este sobrepaso no es solo teórico. La historia nos muestra numerosos ejemplos donde los movimientos revolucionarios, mientras abordaban injusticias reales, fueron demasiado lejos en la dirección opuesta, creando nuevas formas de opresión. El Reino del Terror de la Revolución Francesa, varias revoluciones comunistas, e incluso algunos movimientos sociales modernos han mostrado cómo la falta de un componente “D” puede llevar a resultados que nadie quería.

Esto no es un argumento para moverse lentamente - recuerda, los controladores PID en drones hacen miles de ajustes por segundo y crean robots aéreos increíblemente ágiles. Más bien, es un argumento para moverse de manera reflexiva, con conciencia no solo de dónde estamos y dónde queremos estar, sino de qué tan rápido nos estamos moviendo y qué nuevas dinámicas podrían crear nuestras acciones que podrían desestabilizarnos aún más.

El desafío, por supuesto, es que los sistemas sociales son mucho más complejos que los drones o los aires acondicionados. Pensemos por qué.

El punto de equilibrio es increíblemente difuso

Realmente no existe un concepto uniforme de una sociedad perfecta en la que todos queramos vivir. Hay tantos puntos objetivo como personas. Así que ni siquiera sabemos exactamente a qué apuntamos. Hay una gran variedad de culturas, preferencias, ubicaciones geográficas y antecedentes económicos que afectan dónde las personas establecen sus objetivos ideológicos. Además, estamos persiguiendo múltiples objetivos a la vez, que a menudo se influyen entre sí. Esto significa que estamos apuntando a un rango en lugar de un punto, lo que hace muy difícil determinar cuándo empujar y cuándo aflojar para evitar la sobrecompensación.

No hay un solo controlador, hay muchos

Cada persona o pequeño grupo de personas actúa como un pequeño controlador PID en el sistema, con un punto de equilibrio objetivo diferente, reaccionando y causando retroalimentación con otros, a menudo con externalidades del sistema como emociones, animosidad u odio afectando la toma de decisiones en lugar de un objetivo social específico. Así que el sesgo vuelve a entrar en juego en este blog. El punto objetivo de cada persona normalmente está sesgado contra los que empujan del otro lado. Y dado que las vidas de las personas están literalmente en juego, es muy fácil caer en el odio. Lo que trae aún más sesgo y todas las mediciones se van por el desagüe.

Simplemente toma tanto tiempo

Se necesita más de una generación para corregir un cambio social, lo que hace que sea un desafío educar a los niños para que continúen y adapten (y a veces reviertan) los enfoques a los que se adhirieron sus padres y abuelos. Este retraso generacional significa que los valores, creencias y sesgos de una generación pueden influir profundamente en la siguiente de una manera que podría ya no ser relevante. Como resultado, el cambio social puede ser lento y arduo, con cada generación heredando los problemas no resueltos y las soluciones parciales de la anterior. Esta continuidad puede perpetuar ciclos de comportamiento y patrones de pensamiento que son resistentes al cambio (seguimos oscilando de un lado a otro), haciendo que el proceso de lograr una sociedad equilibrada sea aún más complejo y prolongado.

Entonces, ¿qué propongo aquí?

Con esto, de ninguna manera quiero darte mi opinión personal sobre lo que está bien o mal ideológicamente (cuál debería ser el punto de equilibrio), tú estableces tu línea roja punteada donde crees que la humanidad debería ir. Todo lo que quiero es plantear una perspectiva diferente sobre tomar acciones que aprendí de la ingeniería. Y tratar de explicar de antemano que si en algún lugar, de alguna manera, terminamos en una discusión ideológica, mi resistencia a un punto podría no significar que estoy en desacuerdo con lo que piensas que está bien o mal, podría ser simplemente que creo que es hora de ajustar un poco el “D”. Así que por favor no me odies 😊

Una vez más, si has llegado hasta aquí, te estoy muy agradecido por volver y leer mis divagaciones. Espero que al menos haya sido entretenido y te haya dado algo en qué pensar. Por favor suscríbete y ponte en contacto conmigo para discutir más, darme retroalimentación o simplemente una palabra amable.

¡Saludos!