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24 de enero de 2012

¿Para qué tipo de juegos existe una estrategia ganadora?

Quién no ha jugado al Juego de la Oca en alguna ocasión, ¿verdad? Típico juego de mesa para dos o más jugadores en el que la ficha de un jugador avanza en función de la puntuación que marca el dado que él mismo tira, y en el que podíamos encontrar casillas que nos hacían avanzar y casillas que nos obligaban a retroceder. Por él, la frase “de oca a oca, y tiro porque me toca” forma parte de la jerga popular.

¿Y qué decir del Tres en Raya? Seguro que muchos de vosotros habéis jugado con algún amigo en un pequeño rato libre al famosísimo juego del los círculos y las equis. En este juego para dos jugadores, donde uno de ellos lleva el círculo y el otro la equis, cada uno de ellos coloca, de forma alternativa, su símbolo (círculo o equis) en una casilla de un tablero cuadrado 3×3 con el objetivo de conseguir que una fila, una columna o una diagonal esté formada por tres de sus símbolos.

Y digo yo, ¿son los dos juegos del mismo tipo? Voy a afinar un poco más: ¿son los dos juegos del mismo tipo a la hora de buscar una forma de ganar en ellos?

Pues claramente la respuesta es no. Mientras que en el Juego de la Oca el azar es fundamental (de hecho es el juego entero), en el Tres en Raya el azar no tiene presencia alguna, ya que las partidas se desarrollan en función de cómo cada jugador coloca sus símbolos libremente.

Esta es una manera de clasificar los juegos: juegos de azar (donde, como su propio nombre indica, el azar es lo que decanta la partida a un lado o a otro) y juegos de información completa, en los cuales uno puede conocer en todo momento todas las jugadas posibles y las consecuencias de las mismas dentro del propio juego y el azar no aparece en ningún momento.

Bien, pues en estos últimos es donde siempre se puede encontrar una estrategia ganadora, o al menos no perdedora si el juego puede terminare en tablas. Concretamente, si un juego en el que participan dos jugadores tiene las siguientes condiciones

  • Cada jugador tiene en todo momento toda la información para decidir la jugada a realizar.
  • Los dos jugadores realizan las jugadas alternativamente, cada uno en su turno.
  • Ningún elemento de azar interviene en el juego.
  • Toda partida finaliza después de un número finito de jugadas con la victoria de uno de los dos jugadores

entonces seguro que es posible encontrar una estrategia ganadora para uno de los dos jugadores (estrategia no perdedora en el caso de que en el juego se permita el empate). Con estrategia ganadora queremos decir “estrategia mediante la cual uno de los jugadores, el primero o el segundo, se asegura ganar todas las partidas” (siempre que los dos jugadores jueguen de forma ideal, es decir, en todo momento realicen movimientos lógicos encaminados a ganar la partida).

La demostración de este hecho es bien sencilla:

Supongamos que los jugadores A y B juegan a un juego como el que se ha descrito antes. Si A tiene una estrategia ganadora, entonces ya hemos terminado. Si no la tiene, significa que en todos los casos posibles existirá una jugada de B a la que A no podrá responder de manera conveniente. Y precisamente esto es lo que nos indica que en este caso sería B quien tiene esa estrategia ganadora.

Por tanto, en estos juegos siempre existe una estrategia ganadora para uno de los dos jugadores (estrategia no perdedora si se permite empate). Ahora, eso no quiere decir que dicha estrategia sea sencilla de encontrar, ni mucho menos. Dependerá principalmente de la complejidad del juego. Por ejemplo, encontrar una estrategia ganadora para los típicos juegos de retirada de palillos o una estrategia no perdedora para el Tres en Raya es tarea sencilla, pero ¿y si os propongo el ajedrez? Técnicamente, formalmente, es posible encontrar una estrategia para uno de los dos jugadores tal que dicho jugador no perdería partida alguna, pero la cantidad de jugadas posibles es tan grande, y la cantidad de variantes que produce el juego a casa paso tan enoooorme, que resulta físicamente imposible embarcarse en ese proyecto en la actualidad.

Y, por otra parte, es interesante hacer notar que el hecho de que se obligue al juego a finalizar en un número finito de pasos es fundamental, ya que si no es así en principio no podemos asegurar que exista dicha estrategia ganadora. En 1930, Stefan Banach y Stanislaw Mazur desarrollaron un juego topológico, el juego de Banach-Mazur, que se convirtió en el primer juego infinito de información completa para dos jugadores que fue estudiado. Se demostró que para este juego en general no se puede encontrar una estrategia ganadora para ninguno de los jugadores. Como curiosidad, comentar que al parecer dicha demostración hace uso del famoso a la par que controvertido axioma de elección.

Y para terminar una reflexión. Si lo pensáis, todas las partidas de ajedrez que se han jugado hasta ahora (y las que se jugarán de aquí en adelante durante mucho tiempo), ya sean jugadas por aficionados o por los mejores jugadores de la historia (por ejemplo, Emanuel Lasker), se han desarrollado mediante la aplicación por parte de los jugadores de ciertas tácticas que posiblemente ni siquiera puedan considerarse acercamientos a la estrategia. ¿No os parece tremendamente emocionante que teóricamente se sepa que existe una estrategia no perdedora para alguno de los dos jugadores que se enfrentan en una partida de ajedrez (blancas o negras), pero todavía no se conozca ni de lejos la estructura de dicha estrategia? ¿No os entra un cosquilleo por las piernas si pensáis que con la suficiente capacidad de cálculo podríamos cargarnos el noble juego del ajedrez? Debo confesar que a mí sí.


Fuentes:

  • Prisioneros con dilemas y estrategias dominantes, ISBN: 978-84-473-6631-6, de Jordi Deulofeu.
  • La imagen sobre el Juego de la Oca la he tomado de aquí.
  • La imagen sobre el Tres en Raya la he tomado de aquí.
  • La imagen sobre el Ajedrez la he tomado de aquí.
  • Fuente: Gaussianos

¿Por qué los europeos no podemos mandar un hombre al espacio desde la Guayana?

El programa espacial europeo no se puede decir que esté en su momento más álgido. Y es que en temas tan complejos como estos, cualquier pequeño problema se convierte en una complicación técnica de primer orden, en la que se han de emplear enormes cantidades de dinero. 320 millones de euros cuesta el caso del tema que hoy nos ocupa.

La Agencia Espacial Europea (ESA) lleva tiempo peleando para lanzar al espacio las Soyuz rusas tripuladas desde su centro espacial en la Guayana Francesa. Pero de momento, todo se va a quedar en aguas de borrajas. ¿Y el motivo? Pues uno en el cual quizá podían haber reparado antes de cerrar los contratos: esta plataforma de lanzamiento está construida al lado del mar y las estas naves tripuladas Soyuz no pueden aterrizar en el agua.

De hecho la nave espacial Soyuz siempre suele aterrizar sobre la tierra en el territorio de la antigua Unión Soviética de Kazajistán. Aunque también lo ha hecho en ocasiones sobre el agua: varias Soyuz del programa espacial lunar en los años 60 amenizaron sin problemas en el Océano Indico; y en 1976 incluso hicieron una aterrizaje de emergencia en un lago.

Pero parece que el simple hecho de ver hoy a la Soyuz cayendo al agua causa pánico.

Sin embargo, la Guayana es una zona del globo especialmente idónea para lanzamientos espaciales, ya que al estar cerca del ecuador, estos lanzamientos aprovechan la propia fuerza de la rotación de la tierra, aumentando la capacidad de carga de la nave.

Al estar cerca de la latitud cero, la capacidad de carga útil para llegar a órbitas de transferencia geoestacionaria es casi el doble en comparación con el despegue desde Baikonur, en Kazajistán, o desde Plesetsk, en Rusia, los otros dos sitios de lanzamiento de las Soyuz.

Sin embargo, las Soyuz TMA, el tipo de cápsula tripulada que se suponía sería lanzada desde allí, no disponen de medios para aterrizar en el mar. Con lo cual, y en caso de cualquier tipo de emergencia en el lanzamiento, se corren unos riesgos extras al estar la zona rodeada de agua por ser islas.

La evacuación de la tripulación tras el amerizaje puede ser especialmente complicada y pondría en riesgo la vida de la tripulación. Unas vidas que la Agencia Espacial Europea no está dispuesta a arriesgar.

Sin embargo, algunos expertos afirman que lo que realmente pasa es que la Soyuz no está diseñada para viajar hasta las islas por agua o en avión (le gusta hacerlo por ferrocarril) y que este es el mayor inconveniente aparente, pues habría que rediseñar todos los protocolos de transporte, así como sus cápsulas contenedoras para que no se estropeen los instrumentos por la salitre.

Esta circunstancia se conoce desde 2004 y, a pesar de esto, poco se ha hecho para solucionarla. Sin ir más lejos, un lanzamiento en octubre de 2010 de una nueva Soyuz (no tripulada) tuvo problemas que obligaron a uno de estos aterrizajes de emergencia, con lo cual se demostró la inviabilidad del uso de esta localización para misiones con tripulación.

Este espacio-puerto lleva en funcionamiento desde 1975 para lanzar los cohetes franceses, y está claro que comienza a estar un poco anticuado. En aquella época, claro está, la idea de colaborar con los rusos para poner satélites en el espacio era bastante remota. Desde 2004, sin embargo, existe este proyecto de colaboración, para el cual se han construido instalaciones nuevas, adaptadas a las peculiaridades de las Soyuz.

Lástima que haya que hacer muchos cambios para lanzar capsulas tripuladas, entre las cuales estarían el deforestar un área de un diámetro de 5 kilómetros para posibles aterrizajes de emergencias, además de construir un nuevo ascensor, una nueva cámara de vacío y varias instalaciones más. Con todo, parece que todo esto es más sencillo que volver a diseñar la Soyuz para amerizar en el agua.

En octubre de 2010 se firmaron 18 futuros lanzamientos: de momento, sólo han tenido lugar 2, y estos, tras unos retrasos de varios años. Todos, por supuesto, sin tripulación. Tras la cancelación del programa de lanzaderas de los EE.UU., las Soyuz son la única manera de llevar gente a la Estación Espacial Internacional. Y estos lanzamientos, como vemos, no se realizarán desde la Guayana Francesa.

Como curiosidad, en la zona colindante del centro de lanzamiento está la famosa Isla del Diablo, una de las prisiones más famosas del mundo, hoy lugar turístico… que debe de ser desalojado cuando se prepara cada lanzamiento. Por si acaso, claro.

Vía Space.com y PSB.com.

Tomado de:

Cooking Ideas

El elefante de Sumatra, al borde de la extinción

Elefantes de Sumatra, en el noroeste de la isla indonesia. | WWF

Elefantes de Sumatra, en el noroeste de la isla indonesia. | WWF

El elefante de Sumatra corre el peligro de extinguirse en los próximos 30 años, al haber pasado de "amenazado" a "gravemente amenazado" debido a la deforestación, según denuncia el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF).

En un comunicado, WWF advierte de que hoy sólo quedan en Indonesia entre 2.400 y 2.800 ejemplares del elefante de Sumatra (Elephas maximus sumatranus) en estado salvaje, la mitad de los que había en 1985, tras perder el 70 por ciento de su hábitat en las últimas dos décadas.

"El elefante de Sumatra se une a una creciente lista de especies en Indonesia que están en peligro de extinción, como el orangután de Sumatra, el de Java y los rinocerontes y el tigre de Sumatra", dijo Carlos Drews, director del Programa Global de Especies de WWF.

"A menos que se adopten medidas de conservación, se tomen de forma urgente y efectiva, estos magníficos animales desaparecerán de la Tierra", aseveró Drews.

La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) ha clasificado al elefante indonesio 'en peligro crítico de extinción' dentro de la Lista Roja de Especies Amenazadas.

Según la UICN, "aunque el elefante de Sumatra está protegido por la legislación de Indonesia, el 85% de su hábitat se encuentra fuera de las áreas protegidas, y puede ser transformado en terrenos agrícolas". La isla de Sumatra, en el oeste de Indonesia, mantiene algunas de las poblaciones más importantes de elefante asiático fuera de la India y Sri Lanka.

Sin embargo, la isla ha experimentado la tasa de deforestación más rápida de la zona: más de dos tercios de bosques de llanura en los últimos 25 años, lo que ha provocado la extinción local de los elefantes en muchas zonas.

Fragmentación del hábitat

En la provincia de Riau (Sumatra), las industrias de pulpa y papel, así como las plantaciones de palma aceitera, están causando algunas de las tasas de deforestación más rápidas del mundo, según la organización protectora de los animales.

WWF hace un llamamiento al Gobierno indonesio para prohibir todas las transformaciones de los bosques que forman parte del hábitat de los elefantes hasta que se ponga en marcha una estrategia de conservación para estos animales.

"La fragmentación hace que el espacio en que estos animales puedan vivir en libertad se limita a algunas pequeñas manchas de bosque y las poblaciones no tienen probabilidades de sobrevivir en el largo plazo", afirma en el comunicado.

Según Ajay Desai, experto en elefantes asiáticos, "es muy importante que el Gobierno de Indonesia, las organizaciones conservacionistas y las empresas agroforestales reconozcan la crítica situación de los elefantes y otros animales salvajes en Sumatra, y tomen medidas eficaces para su conservación".

"Indonesia debe actuar antes que sea demasiado tarde para proteger los últimos bosques naturales de Sumatra, especialmente el hábitat de los elefantes", concluye Ajay Sesai.

Fuente:

El Mundo Ciencia

NEOShield, el escudo espacial que puede salvar a la Tierra


Diseño artístico de la misión Don Quijote de la Agencia Espacial Europea.

NEOShield es un nuevo proyecto internacional que evaluará la amenaza de objetos cercanos a la Tierra y las mejores soluciones para hacer frente a un gran asteroide o un cometa que tenga una trayectoria de colisión con nuestro planeta.

El proyecto es liderado por el Instituto de Investigación Planetaria (DLR) de la Agencia Espacial Alemana y reunirá los últimos avances científicos, así como la participación de expertos europeos, rusos, estadounidenses y de socios industriales como Astrium.

La compañía será la encargada de pensar el tipo de arquitectura e ingeniera que debe tener este megaescudo para desviar posibles amenazas.

La primera pregunta que surge es: ¿Qué deberíamos hacer con un asteroide amenazante? ¿Golpearlo, desviar su trayectoria?

"Vamos a recopilar toda la información científica con el objetivo de mitigar un posible impacto", explica el director del proyecto, el profesor Alan Harris del DLR.

Es probable que el NEOShield, después de tres años y medio de estudio, sea lanzado al espacio para demostrar y probar su tecnología.

Una amenaza real

La amenaza de un objeto espacial puede parecer lejana, pero los registros geológicos y de observación nos dicen que es real.

En promedio, un objeto del tamaño de un coche entrará en la atmósfera de la Tierra por lo menos una vez al año, produciendo una espectacular bola de fuego en el cielo.

Y cada 2.000 años un objeto del tamaño de un campo de fútbol impactará la Tierra, causando importantes daños locales.

Y luego, cada pocos millones de años, una roca con una circunferencia que se mide en kilómetros, chocará con el planeta produciendo efectos globales.

"Las últimas estimaciones indican que probablemente ya hemos detectado un poco más del 90% de los monstruos que deambulan en el espacio, y ninguno parece que nos vaya a golpear", señala el experto.

Sin embargo, hay una segunda categoría de objetos que merecen una investigación adicional.

Los datos del telescopio Wise de la NASA, sugieren que la mayoría de unos 19.500 objetos de 100 a 1.000 metros de diámetro todavía no han sido identificados ni rastreados.

Estrategias para mitigar un impacto

Cada vez hay más y mejores telescopios que facilitan la detección. Mientras tanto, lo más prudente sería elaborar una estrategia para lo inevitable.

Las opciones más fuertes para mitigar un impacto parecen ser:

Una de las opciones para evitar un impacto es lanzar una nave para que desvíe la trayectoria del asteroide.

Un impactador cinético: Esta misión podría ser como la misión Deep Impact de la NASA de 2005, o la misión Don Quijote que Europa diseñó, pero que nunca se puso en marcha.

La misión consiste en lanzar una vehículo espacial contra la roca o cometa. Este pequeño empujón, según cuándo y cómo se haga, puede cambiar la velocidad de la roca muy ligeramente y su trayectoria.

"La cantidad de restos o material expulsado, producido por el impacto podría disminuir la velocidad del objeto", señala el profesor Harris.

"Por supuesto, esto dependerá de qué tipo de asteroide es. ¿Qué características tiene su superficie? Si es porosa o densa. Esto se podría probar con una misión de demostración", agrega.

Una grúa espacial para remolcar el asteroide

La segunda opción es el llamado Tractor de Gravedad.

La idea consiste en posicionar una nave cerca del objeto para luego usar unos propulsores de iones, de esta manera ambos se mantendrían separados.

"Debido a la atracción gravitatoria entre la nave y el objeto, es posible sacar el asteroide o cometa fuera de su trayectoria. Es usar la gravedad como un cable de remolque", explica Harris.

El tractor gravitoria funcionaría como una grúa espacial que remolcaría al asteroide.

"No es fácil, por supuesto, para tener esos propulsores todavía tenemos que seguir trabajando por lo menos una década más. Además ¿tenemos la certeza de que la nave puede cuidarse por sí misma de forma autónoma durante todo ese tiempo? Esos son los problemas técnicos que tenemos que resolver", subraya.

En ambos escenarios, los efectos son pequeños, pero si se dedican años e incluso décadas los resultados podrían ser lo suficientemente eficaces.

Lo que hemos aprendido acerca de los asteroides, sin embargo, es que no son todos iguales. Diferentes tipos de rocas son propensos a necesitar diferentes tipos de enfoques y estrategias.

La incierta posibilidad de una explosión

Uno de los métodos a menudo discutido, pero sobre el cual hay una gran incertidumbre es desviar la amenaza con una explosión nuclear cerca del asteroide o en su propia superficie.

Los miembros del consorcio ruso NEOShield son proclives a esta opción.

Sin embargo, en la actualidad hay mucho escepticismo sobre este enfoque.

Lanzar un artefacto al lugar correcto sería muy difícil. Además, dependiendo de la composición del objeto, los resultados serían impredecibles.

Todavía se necesitan datos más confiables y el TsNIIMash, el brazo de ingeniería de la agencia espacial rusa (Roscosmos), está trabajando en ello.

"Lo que queremos hacer es tener una visión integral para tratar de reunir todo lo que sabemos sin importar el lugar, reunir la experiencia de cada agencia y país para enfrentar un posible impacto", comenta Ralph Cordey, de la filial de Astrium en el Reino Unido.

Harris agrega: "Al final de todo este proceso queremos ser capaces de decir a los organismos espaciales: si están interesados en un programa para mitigar el impacto de un asteroide, esto es lo que pensamos. Seis países participan en nuestro consorcio. Los políticos tendrán todas las opciones en la mesa. Lo que tienen que hacer es decidir si ejecutar o no la misión".

Fuente:

BBC Ciencia

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Rusia quiere volver a la Luna

Una imagen de la Luna captada por la sonda 'Galileo'. | NASA

Una imagen de la Luna captada por la sonda 'Galileo'. | NASA

Rusia pretende enviar cosmonautas a la Luna tras llevar a cabo varias misiones no tripuladas, e incluso podría establecer una base permanente en el satélite natural de la Tierra. Así lo ha anunciado el director general del consorcio aeroespacial Lávochkin, Víctor Jártov.

"Existe en el mundo un renacimiento del interés hacia la Luna. También Rusia tiene proyectos en este sentido. Se han elegido los lugares para el aterrizaje de las dos primeras misiones, los polos norte y sur" del satélite, dijo Jártov, citado por la agencia Interfax.

Las dos primeras misiones no pilotadas -'Luna Resurs' y 'Luna Glob'- son la repetición de los pasos que ya se dieron en el pasado, en tiempos de la Unión Soviética, pero las experiencias adquiridas entonces se han perdido y deben ser recuperadas, explicó el también constructor general del consorcio.

El proyecto 'Luna-Resurs' se realizará conjuntamente con la India, que aportará a la misión el cohete portador y el vehículo lunar que será depositado en la superficie de la Luna por un módulo de descenso fabricado por Rusia.

'Luna-Glob', de autoría exclusivamente rusa, prevé el lanzamiento y aterrizaje de un aparato que una vez sobre el terreno, recogerá muestras de polvo lunar, al igual que la tercera misión, 'Luna-Grunt', que a diferencia de su predecesora "recogerá muestras de tierra lunar de manera selectiva", según el científico ruso.

Concluidas todas las misiones no pilotadas, la industria aeroespacial rusa iniciará los preparativos para enviar una nave tripulada al satélite.

"Para ello hay que preparar primero la infraestructura. El tiempo de las visitas ha pasado", dijo Jártov en alusión a la misión norteamericana de 1969, que agregó que "hay que volar y cumplir allí funciones concretas".

En este sentido, Jártov incluso planteó la posibilidad de establecer una base permanente en la Luna, y anunció que Rusia ha iniciado converaciones con la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) para explorar esta posibilidad.

Fuente:

El Mundo Ciencia

Crean un jabón magnético que podría revolucionar la limpieza

Jabón magnético.

Una gota que contiene el jabón (dcha) es atraída por un imán.

Un grupo de científicos anunció que ha descubierto un jabón con propiedades magnéticas que podría servir para fabricar productos de limpieza más ecológicos.

Los investigadores, de la Universidad de Bristol, explicaron que el jabón tradicional disuelve la suciedad, grasa y los químicos, pero no los elimina del medio ambiente.

Aseguran que al aplicar un campo magnético al jabón los restos son acumulados y pueden ser eliminados por completo.

Los científicos enumeran entre sus posibles aplicaciones la limpieza del mar por un derrame de petróleo o la purificación del agua residual.

Hasta ahora, los detergentes usados en los derrames de crudo pueden causar un daño mayor que la polución que tratan de limpiar.

El anuncio del invento apareció clic publicado en la revista alemana Angewandte Chemie.

"Perplejidad"

Limpieza de crudo.

Los detergentes usados en los derrames de crudo pueden causar un daño mayor que la polución que tratan de limpiar.

Fue creado disolviendo hierro en un jabón líquido rico en cloro y bromo, similar al usado en los líquidos de enjuague bucal o en el suavizante.

Esto produjo un centro metálico dentro de las partículas de jabón que respondía a la presencia cercana de un campo magnético.

"Si hace diez años le hubieras dicho a un químico que iba a serEnlace creado un jabón que respondiera a los imanes, te había mirado con perplejidad", dijo el coautor del estudio Julian Eastoe, de la Universidad de Bristol.

"La investigación de la Universidad de Bristol en este ámbito trata de conferir propiedades extraordinarias a lo ordinario por medio del diseño químico".

Fuente:

BBC Ciencia

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