Quinta generación de computadoras

¿Qué es la quinta generación de computadoras?

La quinta generación de computadoras es la etapa de la tecnología asociada con la inteligencia artificial, apoyándose en la tecnología de integración de ultra gran escala, que permite colocar en un solo chip un sinnúmero de módulos.

Esta generación tiene como fundamento los avances tecnológicos obtenidos en las generaciones informáticas anteriores. Por tanto, está destinada a encabezar una nueva revolución industrial.

Estas computadoras usan tecnología de fibra óptica para manejar sistemas expertos, inteligencia artificial, robótica, etc. Tienen velocidades de procesamiento bastante altas y son mucho más confiables.

Su implementación está diseñada para mejorar la interacción entre humanos y máquinas, aprovechando la inteligencia humana y la gran cantidad de datos acumulados desde los inicios de la era digital.

Los científicos trabajan constantemente para incrementar el poder de procesamiento de las computadoras. Están tratando de crear una computadora con un coeficiente intelectual real, con la ayuda de la programación y de tecnologías avanzadas.

Algunas de estas tecnologías avanzadas de la quinta generación incluyen inteligencia artificial, computación cuántica, nanotecnología, procesamiento paralelo, etc.

Origen e historia de la quinta generación

• Proyecto japonés. En 1981, cuando Japón informó por primera vez al mundo sobre sus planes para la quinta generación de computadoras, el gobierno japonés anunció que planeaba gastar un capital inicial de unos $450 millones. Su objetivo era desarrollar computadoras inteligentes, que pudieran conversar con los humanos en lenguaje natural y reconociera imágenes. Se tenía la intención de actualizar la tecnología de hardware, además de aplacar los problemas de programación mediante la creación de sistemas operativos con inteligencia artificial. Este proyecto fue el primer esfuerzo integral de consolidar el progreso logrado en inteligencia artificial, incorporándola en una nueva generación de computadoras muy poderosas, para uso del humano común en su vida cotidiana.
• Reacción de Occidente. Esta iniciativa japonesa conmocionó a un Occidente aletargado, al darse cuenta de que la tecnología informática había alcanzado un nuevo criterio. Este anuncio inesperado y de una fuente inesperada otorgó un estatus a la investigación en inteligencia artificial, que aún no era reconocida en Occidente. En respuesta, un grupo de compañías estadounidenses formó la Corporación de Tecnología de Computadoras y Microelectrónica, un consorcio para cooperar en las investigaciones.
• Actualidad. Se han implementado muchos proyectos de inteligencia artificial. Entre los pioneros se encuentran Google, Amazon, Microsoft, Apple, OpenAI o Tesla. Las implementaciones iniciales se ven en los dispositivos domésticos inteligentes destinados a automatizar e integrar diferentes actividades en el hogar, o en los autos sin conductor que se están avistando en las carreteras. La proliferación de dispositivos informáticos con la posibilidad de autoaprendizaje, con una interacción normal basada en una experiencia adquirida y en el entorno, dio impulso al concepto del Internet de las Cosas.

Características de la quinta generación de computadoras

– Hardware y software. Hasta entonces, las generaciones de computadoras se clasificaban solo por el hardware, pero la tecnología de quinta generación también incluye el software. Muchas características encontradas en las CPU de las computadoras de tercera y cuarta generación se convirtieron en parte de la arquitectura del microprocesador en la quinta generación.

– Alta complejidad. Son computadoras altamente complejas, donde no son necesarias habilidades de programación para el usuario. Resuelven problemas muy complejos, ayudando en la toma de decisiones. Su objetivo es resolver problemas altamente complejos, que requieren una gran inteligencia y experiencia cuando son resueltos por personas.

– Inteligencia artificial. Estas computadoras tienen alto rendimiento, además de una gran capacidad de memoria y de almacenamiento. El objetivo es desarrollar mecanismos que puedan responder al lenguaje natural y sean capaces de aprender y de organizarse. Estas computadoras pueden conversar con las personas, además de imitar los sentidos y la inteligencia humana. La computadora tiene incluida inteligencia artificial y así puede reconocer imágenes y gráficos. Tienen una función de reconocimiento de voz. Para desarrollar programas se podrá utilizar el lenguaje natural.

– Alta tecnología. Estas máquinas incorporan la tecnología VLSI (integración a muy gran escala) y la integración a ultra gran escala (ULSI). El uso del procesamiento paralelo y de los superconductores está ayudando a hacer realidad la inteligencia artificial. Trabajar con computadoras de esta generación es rápido y también se pueden realizar múltiples tareas simultáneamente. Tienen un sistema multiprocesador para un procesamiento paralelo. La velocidad de operación está en términos de LIPS (inferencias lógicas por segundo). Los circuitos usan fibra óptica. 

Hardware de la quinta generación de computadoras

Esta generación ha estado influenciada por la aparición de la integración a ultra gran escala (ULSI), que es la condensación de miles de microprocesadores en un solo microprocesador.

Además, estuvo marcada por la aparición de los microprocesadores y semiconductores.

Las compañías que producen microprocesadores incluyen Intel, Motorola, Zilog y otras. En el mercado se puede ver la presencia de microprocesadores de Intel con los modelos 80486 y Pentium.

La quinta generación de computadoras usa también bio-chips y arseniuro de galio como dispositivos de memoria.

• Procesamiento paralelo. Cuando las velocidades de reloj de las CPU comenzaron a moverse en el rango de 3 a 5 GHz, se hizo más importante resolver otros problemas, como la disipación de energía de la CPU. Comenzó a verse amenazada la capacidad de la industria de producir sistemas con CPU cada vez más rápidos, vinculado a la Ley de Moore sobre la duplicación periódica de la cantidad de transistores. A principios del siglo XXI comenzaron a proliferar muchas formas de computación paralela, incluyendo las arquitecturas multinúcleo en el extremo inferior, además del procesamiento paralelo masivo en el extremo superior. Las máquinas de consumo comunes y las consolas de juegos comenzaron a tener procesadores paralelos, como Intel Core y AMD K10. Las compañías de tarjetas gráficas, como Nvidia y AMD, comenzaron a introducir grandes sistemas paralelos como CUDA y OpenCL. Estas computadoras usan el procesamiento paralelo, donde las instrucciones se ejecutan de manera paralela. El procesamiento en paralelo es mucho más rápido que el procesamiento en serie. En el procesamiento en serie, cada tarea se realiza una detrás de otra, y en el paralelo se realizan varias tareas simultáneamente.

Software de la quinta generación de computadoras

La quinta generación ha permitido a las computadoras resolver la mayoría de los problemas por sí solas. Ha tenido grandes avances en software, desde la inteligencia artificial hasta la programación orientada a objetos. El objetivo principal ha sido desarrollar dispositivos que puedan responder al lenguaje normal que usan las personas. Usan lenguajes de muy alto nivel como C++ y Java.

• Inteligencia artificial. Esta área de la computación se ocupa de hacer que la computadora realice labores que si fueran realizadas exitosamente por seres humanos requerirían de inteligencia. Los primeros esfuerzos han buscado implementar sistemas capaces de trabajar en una amplia variedad de tareas, así como sistemas especiales que realicen muy bien un solo tipo de tarea.
• Sistemas expertos. Estos sistemas buscan tener una competencia comparable a la de un experto en algún área de actividad muy bien delimitada. Los sistemas expertos ofrecen numerosas ventajas y por eso se están utilizando en una amplia variedad de aplicaciones de la vida real. Dichos sistemas pueden funcionar muy bien en situaciones donde se requieran conocimientos y habilidades del tipo que una persona solo pueda adquirir mediante una capacitación.
• Lisp y Prolog. John McCarthy creó el lenguaje de programación Lisp. Tenía un gran valor para la tecnología informática, en particular por lo que se conoció como inteligencia artificial. Los investigadores de inteligencia artificial en EE.UU. hicieron de Lisp su estándar. Por otro lado, en Europa se desarrolló un nuevo lenguaje informático llamado Prolog, que era más elegante que Lisp y tenía potencial para la inteligencia artificial. El proyecto japonés seleccionó Prolog como lenguaje para programar la inteligencia artificial, en lugar de la programación basada en Lisp.

Inventos en la quinta generación de computadoras y sus autores

Muchas tecnologías que forman parte de la quinta generación incluyen el reconocimiento de voz, superconductores, la computación cuántica y también la nanotecnología.

La computadora basada en inteligencia artificial comenzó con la invención del primer teléfono inteligente inventado por IBM, llamado Simon.

• Procesamiento paralelo. Se podría decir que la quinta generación de computadoras fue creada por James Maddox, quien inventó el sistema de computación en paralelo. Mediante la utilización de las tecnologías de integración a ultra gran escala se llegó a la elaboración de chips con millones de componentes.
• Microsoft Cortana. Es el asistente personal para Windows 10 y Windows Phone 8.1, que ayuda a los usuarios con preguntas, programar citas y encontrar destinos. Está disponible en varios idiomas. Otros ejemplos de asistentes virtuales son Siri de Apple en el iPhone, Google Now para Android y Braina.
• Búsqueda web. Algo común para la mayoría de las personas son los motores de búsqueda como Google y Bing, que utilizan inteligencia artificial para procesar las búsquedas. Para realizar estas búsquedas se necesita mejorar continuamente y también responder a los requerimientos de los usuarios de la forma más rápida y precisa. Google desde 2015 ha mejorado su algoritmo con RankBrain, que aplica el aprendizaje automático para establecer cuáles resultados tendrán más interés en una búsqueda específica. Por otro lado, en 2017 Bing lanzó la búsqueda inteligente, que tiene en cuenta mucha más información y ofrece respuestas con mayor rapidez, para poder interactuar de manera sencilla con el motor de búsqueda.
• Búsqueda por imágenes. Otra interesante aplicación que tienen los motores de búsqueda actuales es la disposición de buscar por medio de imágenes. Tomando simplemente una foto se puede identificar un producto, dónde comprarlo, o también identificar personas y lugares.
• Google maps. Es un servicio de Google para buscar lugares, direcciones y obtener indicaciones de navegación. Está disponible para computadoras y dispositivos móviles, como los teléfonos y tabletas.

Ejemplos de la quinta generación de computadoras

• IBM Deep Blue. Esta computadora derrotó al campeón mundial de ajedrez en 1997, después de realizar una serie de partidas, cuyo resultado final fue dos triunfos para la computadora y una para el humano, además de tres empates. Fue la trama clásica del hombre contra la máquina. Detrás del triunfo había una importante tecnología informática, que estimuló la capacidad de las computadoras para manejar también los cálculos necesarios para descubrir nuevos medicamentos, manejar búsquedas en grandes bases de datos y realizar los cálculos masivos y complejos necesarios en muchos campos científicos. Tenía un total de 32 procesadores con procesamiento paralelo, pudiendo analizar 200 millones de movimientos de ajedrez por segundo en su histórica victoria.
• Watson de IBM. Un ejemplo de inteligencia artificial en computadoras es la Watson de IBM. Apareció como concursante en el programa de televisión estadounidense Jeopardy en 2010, derrotando a dos campeones de este programa de televisión. Watson consta de numerosos procesadores de alta potencia que funcionan en paralelo buscando en una inmensa base de datos autónoma, sin conexión a Internet. Las únicas incitaciones que sobresaltan a esta computadora son las palabras escritas en el teclado o dichas por su micrófono. La única acción que Watson puede hacer es hablar o imprimir su respuesta. El sorprendente rendimiento de Watson en el juego de preguntas requiere del procesamiento de lenguaje natural, aprendizaje automático, razonamiento del conocimiento, además de un análisis profundo. Watson ha demostrado que será posible una completa y nueva generación para la interacción de los humanos con las máquinas.

Ventajas y desventajas de la quinta generación de computadoras

Ventajas

• Son las computadoras más rápidas y poderosas hasta la fecha. Realizan muchas instrucciones en un minuto.
• Versatilidad. Son versátiles para la comunicación y el intercambio de recursos.
• Multitareas. Son capaces de ejecutar una gran cantidad de aplicaciones al mismo tiempo y también a una velocidad muy alta. Tienen un gran avance en el procesamiento paralelo.
• Confiables. Son más confiables en comparación con las generaciones anteriores.
• Diversidad de tamaños. Están disponibles en diferentes tamaños. Pueden ser mucho más pequeñas.
• Amplia disponibilidad. Estas computadoras son fácilmente disponibles y fáciles de usar.
• Resolutivas. Han reducido la complejidad de los problemas del mundo real. Han cambiado la vida de las personas.
• Presencia. Se están utilizando en todos los ámbitos de la vida.

Desventajas

• Lenguajes. Requieren el uso de lenguajes de bajo nivel.
• Herramientas. Tienen herramientas más sofisticadas y complejas.
• El ser humano deja de elaborar por sí mismo. Pueden hacer que los humanos se vuelvan perezosos. Han reemplazado muchos trabajos humanos.
• Son muy costosas.

Referencias

1. The Generations of Computers since 1940 to Present. Recuperado de kenyaplex.com.
2. Generations of Computers. Recuperado de includehelp.com.
3. Generation of Computer and their Features. Recuperado de kullabs.com.
4. Five Generations of Computers. Recuperado de byte-notes.com.
5. 5 Generation of Computer. Recuperado de stellamariscollege.org.