Scratch (programming language)

Scratch is an educational programming language that allows people of any experience, background and age to experiment with the concepts of fully versatile computer programming by snapping together visual programming blocks to control images, music and sound.^[1][2] It is developed by the Lifelong Kindergarten group at the MIT Media Lab^[3] by a team led by Mitchel Resnick and first appeared in the summer of 2007.^[4] Scratch can be installed and freely redistributed on any Windows, Mac OS X or Linux computer. The source code is made available under a license that allows modifications for non-commercial uses.^[5]

The name Scratch is derived from the turntablist technique of scratching,^[6] and refers to both the language and its implementation. The similarity to musical "scratching” is the easy reusability of pieces: in Scratch all the objects, graphics, sounds, and scripts can be easily imported to a new program and combined in new ways allowing beginners to get quick results and be motivated to try further.

Languages and environments

Scratch is used worldwide in many different settings: schools, museums,^[7] community centers, and homes. It is intended especially for 6- to 16-year-olds, but people of all ages have used Scratch. For example, younger children can create projects with their parents or older siblings, and college students use Scratch in some introductory computer science classes.^[8][9]

In designing the language, the creators' main priority was to make the language and development environment intuitive and easily learned by children who had no previous programming experience. There is a strong contrast between the powerful multimedia functions and multi-threaded programming style and the rather limited scope of the Scratch programming language.

Screenshot of Scratch 1.4's development environment at startup (running on Apple Inc.'s Mac OS X Snow Leopard)

The user interface for the Scratch development environment divides the screen into several panes: on the left is the blocks palette, in the middle the current sprite info and scripts area, and on the right the stage and sprite list. The blocks palette has code fragments (called "blocks") that can be dragged onto the scripts area to make programs. To keep the palette from being too big, it is organized into 8 groups of blocks: movement, looks, sound, pen, control, sensing, operators, and variables. In versions 1.3.1 and lower, operators was named numbers.

Empirical studies were made of various features—those that interfered with intuitive learning were discarded, while those that encouraged beginners and made it easy for them to explore and learn were kept. Some of the results are surprising, making Scratch quite different from other teaching languages (such as BASIC, Logo, or Alice). For example, multi-threaded code with message passing is fundamental to Scratch, but it has no procedures or file Input/Output(I/O) and only supports one-dimensional arrays, known as Lists. Floating point scalars and strings are supported as of version 1.4, but with limited string manipulation capability.

[edit]Online community

The Scratch online community's slogan "Imagine, Program, Share" puts an emphasis on sharing and the social aspects of creativity as important parts of the philosophy behind Scratch.^[10] Scratch projects are not seen as black boxes but as objects for remixing to make new projects. Projects can be uploaded directly from the development environment to the Scratch website and any member of the community can download their full source code to study or to remix into new projects.^[11][12] Members can also comment, tag, favorite and "love" others' projects and share ideas. All projects on the website are shared under a Creative Commons attribution and share-alike license and can be played in any web browser (using aJava applet or Flash Player). The website receives close to 10 million page views per month^[13] and as of late 2010 it had more than 800,000 registered members and over 1,800,000 projects (every minute more than one project gets uploaded).^[14] The website frequently establishes "Scratch Design Studio" challenges to encourage creation and sharing by providing users with a basic design concept. There are custom home pages for Mexico and Israel that display local content in some sections of the home page. There are also local independent Scratch websites in countries such as Portugal^[15] and the United Arab Emirates.^[16]. In 2008, the Scratch online community platform (named "ScratchR") received an honorary mention in the Ars Electronica Prix.^[17] There is also an online community for educators, called ScratchEd.^[18] Users on Scratch can add other users as friends.

[edit]Derivatives

A number of Scratch derivatives called Scratch Modifications have been created using the source code of Scratch version 1.4. These programs are a variation of Scratch that normally include a few extra "blocks" or changes to the GUI. One of them, BYOB (Build Your Own Blocks, developed by Jens Mönig), which allows users to create their own blocks, has been used to teach computer science at Berkeley. The source-code of Scratch and its derivatives are based on Squeak, which is based on Smalltalk-80. Scratch is open-source and can be downloaded from their Info Website.

[edit]See also

The following youth computing projects also originated in the MIT Lifelong Kindergarten Group:

• Computer Clubhouse
• Lego Mindstorms
• Programmable Cricket

Neumática

Tabla de neumática, 1728 Cyclopaedia

La neumática (del griego πνεῦμα "aire") es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energíanecesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.

Contenido [ocultar] 1 Mandos neumáticos 2 Comparación con otros medios 3 Circuitos neumáticos 4 Bibliografía 5 Véase también

[editar]Mandos neumáticos

Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos están constituidos por:

• Elementos de información.
• Órganos de mando.
• Elementos de trabajo

Para el tratamiento de la información de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el fluido de forma prestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y dirección del flujo del aire comprimido.

En los principios de la automatización, los elementos rediseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizan elementos de comando por símbolo neumático (cuervo).

Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos, electro-neumáticos y automáticos que efectúan en su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales.

La gran evolución de la neumática y la hidráulica han hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades.

Hay veces que el comando se realiza manualmente, y otras nos obliga a recurrir a la electricidad (para automatizar) por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son importantes y no existen circunstancias adversas.

Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones:

• Distribuir el fluido
• Regular caudal
• Regular presión

Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor o almacenado en un depósito. Ésta es la definición de la norma DIN/ISO 1219 conforme a una recomendación del CETOP (Comité Européen des Transmissions Oléohydrauliques et Pneumatiques).

Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos:

1. Válvulas de vías o distribuidoras
2. Válvulas de bloqueo
3. Válvulas de presión
4. Válvulas de caudal
5. Válvulas de cierre

[editar]Comparación con otros medios

Tanto la lógica neumática como la realización de acciones con neumática tiene ventajas y desventajas sobre otros métodos (hidráulica, eléctrica, electrónica). Algunos criterios a seguir para tomar una elección son:

• El medio ambiente. Si el medio es inflamable no se recomienda el empleo de equipos eléctricos y tanto la neumática como la hidráulica son una buena opción.
• La precisión requerida. La lógica neumática es de todo o nada, por lo que el control es limitado. Si la aplicación requiere gran precisión son mejores otras alternativas electrónicas.

Por otro lado, hay que considerar algunos aspectos particulares de la neumática:

• Requiere una fuente de aire comprimido, por lo que se ha de emplear un compresor.
• Es una aplicación que no contamina por si misma al medio ambiente (caso hidráulica).
• Al ser un fluido compresible absorbe parte de la energía, mucha más que la hidráulica.
• La energía neumática se puede almacenar, pudiendo emplearse en caso de fallo eléctrico.

[editar]Circuitos neumáticos

Hay dos tipos de circuitos neumáticos.

1. Circuito de anillo cerrado: Aquel cuyo final de circuito vuelve al origen evitando brincos por fluctuaciones y ofrecen mayor velocidad de recuperación ante las fugas, ya que el flujo llega por dos lados.
2. Circuito de anillo abierto: Aquel cuya distribución se forma por ramificaciones las cuales no retornan al origen, es más económica esta instalación pero hace trabajar más a los compresores cuando hay mucha demanda o fugas en el sistema.

Estos circuitos a su vez se pueden dividir en cuatro tipos de sub-sistemas neumáticos:

1. Sistema manual
2. Sistemas semiautomáticos
3. Sistemas automáticos

NANOTECNOLOGÍA

LA NANOTECNOLOGÍA

Es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas (nanomateriales). Lo más habitual es que tal manipulación se produzca en un rango de entre uno y cien nanómetros. Se tiene una idea de lo pequeño que puede ser un nanobot sabiendo que un nanobot de unos 50 nm tiene el tamaño de 5 capas de moléculas o átomos -depende de qué esté hecho el nanobot-.

Nano es un prefijo griego que indica una medida, no un objeto; de manera que la nanotecnología se caracteriza por ser un campo esencialmente multidisciplinar, y cohesionado exclusivamente por la escala de la materia con la que trabaja.

Definición

La nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.

Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.

La nanotecnología promete soluciones vanguardistas y más eficientes para los problemas ambientales, así como muchos otros enfrentados por la humanidad, desde nuevas aplicaciones médicas o más eficientes a soluciones de problemas ambientales y muchos otros.

Historia

El ganador del premio Nobel de Física (1965), Richard Feynman fue el primero en hacer referencia a las posibilidades de la nanociencia y la nanotecnología en el célebre discurso que dio en el Caltech(Instituto Tecnológico de California) el 29 de diciembre de 1959 titulado En el fondo hay espacio de sobra (There's Plenty of Room at the Bottom).

Otras personas de esta área fueron Rosalind Franklin, James Dewey Watson y Francis Crick quienes propusieron que el ADN era la molécula principal que jugaba un papel clave en la regulación de todos los procesos del organismo y de aquí se tomó la importancia de las moléculas como determinantes en los procesos de la vida. Aquella podría usarse para solucionar muchos de los problemas de la humanidad, pero también podría generar armas muy potentes.

Pero estos conocimientos fueron más allá ya que con esto se pudo modificar la estructura de las moléculas como es el caso de los polímeros o plásticos que hoy en día encontramos en nuestros hogares. Pero hay que decir que a este tipo de moléculas se les puede considerar “grandes”.

Con todos estos avances el hombre tuvo una gran fascinación por seguir investigando más acerca de estas moléculas, ya no en el ámbito de materiales inertes, sino en la búsqueda de moléculas orgánicas en nuestro organismo.

Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el mundo microscópico ya que en él se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan la enfermedad, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido mas beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; en fin, casi todas las ramas de la medicina.

Con todos estos avances han surgido nuevas ciencias, por ejemplo, la Ingeniería Genética que hoy en día es discutida debido a repercusiones como la clonación o la mejora de especies.

Inversión

Algunos países en vías de desarrollo ya destinan importantes recursos a la investigación en nanotecnología. La nanomedicina es una de las áreas que más puede contribuir al avance sostenible delTercer Mundo, proporcionando nuevos métodos de diagnóstico y cribaje de enfermedades, mejores sistemas para la administración de fármacos y herramientas para la monitorización de algunos parámetros biológicos.

Actualmente, alrededor de 40 laboratorios en todo el mundo canalizan grandes cantidades de dinero para la investigación en nanotecnología. Unas 300 empresas tienen el término “nano” en su nombre, aunque todavía hay muy pocos productos en el mercado.

Algunos gigantes del mundo informático como IBM, Hewlett-Packard ('HP)' NEC e Intel están invirtiendo millones de dólares al año en el tema. Los gobiernos del llamado Primer Mundo también se han tomado el tema muy en serio, con el claro liderazgo del gobierno estadounidense, que para este año ha destinado 570 millones de dólares a su National Nanotechnology Initiative.

En España, los científicos hablan de “nanopresupuestos”. Pero el interés crece, ya que ha habido algunos congresos sobre el tema: en Sevilla, en la Fundación San Telmo, sobre oportunidades de inversión, y en Madrid, con una reunión entre responsables de centros de nanotecnología de Francia, Alemania y Reino Unido en la Universidad Autónoma de Madrid.

Las empresas tradicionales podrán beneficiarse de la nanotecnologia para mejorar su competitividad en sectores habituales, como textil, alimentación, calzado, automoción, construcción y salud. Lo que se pretende es que las empresas pertenecientes a sectores tradicionales incorporen y apliquen la nanotectologia en sus procesos con el fin de contribuir a la sostenibilidad del empleo. Actualmente la cifra en uso cotidiano es del 0,1 %. Con la ayuda de programas de acceso a la nanotecnologia se prevé que en 2014 sea del 15 % en el uso y la producción manufacturera.

Ensamblaje interdisciplinario

La característica fundamental de nanotecnología es que constituye un ensamblaje interdisciplinar de varios campos de las ciencias naturales que están altamente especializados. Por tanto, los físicos juegan un importante rol no sólo en la construcción del microscopio usado para investigar tales fenómenos sino también sobre todas las leyes de la mecánica cuántica. Alcanzar la estructura del material deseado y las configuraciones de ciertos átomos hacen jugar a la química un papel importante. En medicina, el desarrollo específico dirigido a nanopartículas promete ayuda al tratamiento de ciertas enfermedades. Aquí, la ciencia ha alcanzado un punto en el que las fronteras que separan las diferentes disciplinas han empezado a diluirse, y es precisamente por esa razón por la que la nanotecnología también se refiere a ser una tecnología convergente.

Una posible lista de ciencias involucradas sería la siguiente:

§ Química (Moleculares y computacional)

§ Bioquímica

§ Biología molecular

§ Física

§ Electrónica

§ Informática

§ Matemáticas

§ Medicina

Nanotecnología avanzada

La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricación molecular, es un término dado al concepto de ingeniería de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los átomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente) de la mina del lápiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente por sílice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador.

A partir de los incontables ejemplos encontrados en la biología se sabe que miles de millones de años de retroalimentación evolucionada puede producir máquinas biológicas sofisticadas yestocásticamente optimizadas. Se tiene la esperanza que los desarrollos en nanotecnología harán posible su construcción a través de algunos significados más cortos, quizás usando principiosbiomiméticos. Sin embargo, K. Eric Drexler y otros investigadores han propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quizá inicialmente implementada a través de principios miméticos, finalmente podría estar basada en los principios de la ingeniería mecánica.

Determinar un conjunto de caminos a seguir para el desarrollo de la nanotecnología molecular es un objetivo para el proyecto sobre el mapa de la tecnología liderado por Instituto Memorial Battelle (el jefe de varios laboratorios nacionales de EEUU) y del Foresigth Institute. Ese mapa debería estar completado a finales de 2006.

Futuras aplicaciones

Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son:^{[cita requerida]}

§ Almacenamiento, producción y conversión de energía.

§ Armamento y sistemas de defensa.

§ Producción agrícola.

§ Tratamiento y remediación de aguas.

§ Diagnóstico y cribaje de enfermedades.

§ Sistemas de administración de fármacos.

§ Procesamiento de alimentos.

§ Remediación de la contaminación atmosférica.

§ Construcción.

§ Monitorización de la salud.

§ Detección y control de plagas.

§ Control de desnutrición en lugares pobres.

§ Informática.

§ Alimentos transgénicos.

§ Cambios térmicos moleculares (Nanotermología).

Aplicaciones actuales

Nanotecnologia aplicada al envasado de alimentos. Una de las aplicaciones de la nanotecnología en el campo de envases para alimentación es la aplicación de materiales aditivados con nanoarcillas, que mejoren las propiedades mecánicas, térmicas, barrera a los gases, entre otras; de los materiales de envasado. En el caso de mejora de la barrera a los gases, las nanoarcillas crean un recorrido tortuoso para la difusión de las moléculas gaseosas, lo cual permite conseguir una barrera similar con espesores inferiores, reduciendo así los costes asociados a los materiales.

Los procesos de incorporación de las nanopartículas se pueden realizar mediante extrusión o por recubrimiento, y los parámetros a controlar en el proceso de aditivación de los materiales son: la dispersión nanopartículas, la interacción de las nanopartículas con la matriz, las agregaciones que puedan tener lugar entre las nanopartículas y la cantidad de nanopartículas incorporada.

En ainia centro tecnológico están desarrollando y caracterizando nuevos nanocomposites basados en polímeros y mezclas poliméricas para aplicaciones industriales, funcionalización de envases de PET con nanoarcillas, una metodología de diseño de envases para sistematizar la incorporación de aspectos diferenciales clave para el éxito del producto: nanocompuestos para la mejora de las propiedades barrera de materiales de envase y una sistemática de diseño de envases considerando las exigencias del consumidor, desarrollando y evaluando materiales funcionalizados con nanoarcillas.

Representación animada de un nanotubo de carbono.