El algoritmo de Youtube y las redes neuronales

20 Abril 2020, 2:03 pm
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Los que conozcan Youtube y lo hayan utilizado frecuentemente, habrán podido observar o experimentar, cómo a medida que lo utilizamos, la web empieza a intuir (en forma de vídeos recomendados) nuestros gustos, las temáticas que nos atraen, qué vídeos nos divierten y, en consecuencia, cómo puede mantenernos enganchados en su plataforma la mayor cantidad de tiempo posible.

De hecho, si echáramos un vistazo a la cuenta de Youtube de algún conocido, veríamos que los vídeos recomendados por Youtube son completamente diferentes a los nuestros. Pero...¿cómo ha llegado Youtube a conocernos tan bien? ¿qué herramientas utiliza para dicho objetivo?

Una forma directa de entender a Youtube es imaginándose un algoritmo lleno de preguntas. Para los que no sepan qué es un algoritmo, un algoritmo consiste básicamente en una serie de instrucciones o reglas definidas que permiten solucionar un problema. Pensemos por un momento que somos el algoritmo de Youtube. Para conocer los gustos de nuestros usuarios podríamos formular una serie de preguntas: ¿qué canal de vídeo va más acorde a la edad del usuario? ¿qué canal comparte la localización geográfica del usuario? ¿qué duración debe tener el vídeo? ¿deportes o ciencia?

Analizando los vídeos que ve el usuario y contestando a esta serie de preguntas, el algoritmo de Youtube conseguirá, a medida que pase el tiempo, conocer cada vez mejor al usuario y recomendarle lo que realmente quiera ver. Este recetario de preguntas ha sido durante mucho tiempo el santo grial de la gente que creaba vídeos de Youtube, al fin y al cabo, conociendo el algoritmo, uno podía crear el vídeo perfecto.

Lo sorprendente es que Youtube ya no funciona con un algoritmo, estas preguntas, estas normas, ya no existen, el algoritmo de Youtube fue desenchufado hace tiempo y sustituido por algo mucho más poderoso e interesante, las redes neuronales (el aprendizaje automático). 

Una red neuronal es una especie de circuito eléctrico dentro de un programa informático que imita, de alguna forma, el funcionamiento de nuestras propias neuronas. A diferencia de los algoritmos comunes, una red neuronal no requiere de algoritmos o instrucciones para conseguir solucionar un problema, sino que es capaz de aprender por sí mismo. Así, consigue resolver problemas de forma resolutiva sin la necesidad de tener que programar un algoritmo previamente. Y ¿cómo consigue Youtube saber nuestros gustos con estas redes neuronales? Como suele ocurrir habitualmente en la ciencia, lo más fácil para entender algo complejo es utilizar una analogía.

Red neuronal

Imaginemos que queremos una red neuronal para conseguir identificar gatos de forma automática en las miles de imágenes que circulan por Internet. En un principio, la red neuronal no sabrá nada y habrá que entrenarla. Por ejemplo, le podremos mostrar una imagen con un perro y un gato juntos, y decirle cual es el gato sin darle ninguna instrucción ni descripción, únicamente indicándolo. Después, le pondremos una imagen algo más compleja como, por ejemplo, la de un gato con un leopardo. De nuevo, le indicaremos cuál es el gato. Si seguimos entrenando esta red neuronal con más y más ejemplos, llegará un punto en el cual, la red neuronal será capaz por sí misma de identificar y relacionar si hay algún gato en la imagen de Internet que le vayamos a mostrar. 

De nuevo, el concepto es abstracto. Sin la ayuda de ningún algoritmo y únicamente entrenándola, la red neuronal consigue llevar a cabo la tarea que le hemos encomendado. 

Aunque este ejemplo pueda parecer simple y algo absurdo, nos demuestra la relevancia que pueden llegar a tener las redes neuronales en un futuro. Imaginad que entrenamos una red neuronal para que, en vez de imágenes de gatos, pueda identificar células cancerígenas. O que la entrenamos para analizar señales de estrellas que pueden albergar exo-planetas. O para predecir modelos climatológicos. O... para conocer nuestros gustos, como lo hace Youtube.

En la era del Big Data, donde carecemos del tiempo necesario para analizar todos los datos que generamos, las redes neuronales representan una tecnología revolucionaria que dará mucho de qué hablar en un futuro cada vez más presente.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A la caza del rayo verde

7 Mayo 2020, 1:54 pm
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Julio Verne en 1882 escribió la novela El Rayo Verde en la que sus personajes van en busca de este fenómeno luminoso y describe su color con estas palabras: “un verde que ningún artista podría jamás obtener en su paleta, un verde del cual ni los variados tintes de la vegetación ni los tonos del más limpio mar podrían nunca producir un igual.Si hay un verde en el Paraíso, no puede ser salvo de este tono, que muy seguramente es el verdadero verde de la Esperanza"

Con esta descripción ¿quién querría perdérselo?

Afortunadamente desde primeros de mayo y hasta primeros de septiembre podemos empezar a disfrutar en San Sebastián de atardeceres espectaculares debido a que el Sol se oculta por el mar. Sin duda merece la pena aprovechar esta época para acercarnos a la costa e intentar observar durante este momento tan especial el rayo verde, un fenómeno luminoso que te explicamos a continuación.

La atmósfera dispersa los rayos del Sol

La radiación que llega del Sol a la Tierra, es atenuada por dos fenómenos: la absorción y la dispersión. La Tierra absorbe parte de la radiación solar y la reemite en forma de calor. El resto es dispersada, es decir, reflejada o redirigida por las partículas que componen los gases de la atmósfera y el polvo presente en la misma.
Los gases en la atmósfera terrestre provocan en la luz un fenómeno denominado “Dispersión de Rayleigh” (imagen 1). Ésta sucede cuando las partículas de la atmósfera, que son mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz dispersan los rayos, y lo hacen más para los rayos de longitudes de onda más cortas y menos para los rayos de longitudes onda más largas. Recordemos que la luz del Sol está formada por un conjunto de luces de longitudes de onda distintas, lo que llamamos espectro de la luz y que lo podemos visualizar en el arcoíris.

Dispersin de Rayleigh

La componente azul es dispersada en todas las direcciones y por eso nosotros vemos el cielo de color azul.

¿Qué pasa cuando el Sol está en el horizonte?

Cuando el Sol está cerca del horizonte la capa de aire que atraviesan los rayos de luz es 38 veces mayor que cuando el Sol está en el zenit (punto más alto del cielo) Imagen 2. En estos momentos, el Sol adquiere un color rojizo. La razón de que esto sea así, es que la capa de aire al ser mucho mayor, produce casi infinitas dispersiones del color violeta, desapareciendo de nuestra línea de visión y quedando el color rojizo.

atmsferagrosor  Imagen 2

Además, la presencia de partículas de polvo, de agua y de humo puede favorecer este color rojizo del Sol.

El rayo verde

Cuando el Sol sale o desaparece por un horizonte bajo y sin relieve, preferiblemente el mar, podemos tener la suerte de observar el “rayo verde”, aunque no es un rayo, sino más bien, un destello.
El último segmento de Sol que desaparece en el horizonte puede, a veces, emitir un flash de color verde. Se trata de una luz que dura tan sólo entre 1 y 2 segundos. Para poder observarlo, la atmósfera tiene que estar despejada y clara.

Veamos cómo se produce el rayo verde:

Cuando el Sol está muy cerca del horizonte (H), los diferentes rayos de luz (verde, amarillo, rojo) se desvían por el fenómeno de la difracción, desviándose más los rayos de luz de longitudes de onda cortas (azul, verde) y menos las largas (rojo). Si nos olvidamos de la luz azul que es dispersada, esto provoca que la imagen verde del Sol se sitúe más alta y la roja más baja. Cada una de las imágenes de los diferentes colores intermedios se superponen unas con otras, ya que la dispersión es bastante menor que el diámetro del Sol, excepto para los bordes superior e inferior. Pero el último rayo en desaparecer es el que sí podemos llegar a ver, que es el color verde (imagen 3).

El rayo VerdeImagen 3

Existen dos tipos de rayos verdes:
Los rayos verdes pueden ser de dos tipos: los llamados “rayos espejismos inferiores” y los “rayos espejismos simulados”. El primero de ellos es el que se observa más frecuentemente. Tiene forma ovalada y achatada y ocurre justo sobre la línea del horizonte. Este tipo sucede cuando la superficie del mar está más caliente que el aire que está sobre él. El segundo tipo ocurre cuando todavía observamos casi todo el disco del Sol y sucede cuando la superficie del mar está más fría que el aire.

Rayo verde de espejismo inferior. @wikimediacommons.

572px Green flash and mock mirage

Rayo verde de espejismo inferior. @wikimediacommons.                                                      Rayo verde de espejismo simulado. @Broken Inaglory - own work, CC BY-SA

El rayo verde es un fenómeno que también se puede observar al amanecer, sin embargo, resulta más complicado porque es difícil predecir la posición exacta de los primeros rayos sobre el horizonte y durante el tiempo en el que nuestros ojos se dirigen hacia el punto luminoso, el rayo verde ya se ha apagado.

¡Así que aprovechemos los próximos meses para intentar ver este bonito fenómeno!

No es ningún telescopio de la NASA, de hecho, es un telescopio modesto e inmerso en la contaminación lumínica de la ciudad y en la bruma del mar. Se trata del telescopio del observatorio astronómico de Eureka! Zientzia Museoa, con el que hemos realizado fotografías astronómicas a lo largo de los últimos años.
Telescopio utilizado: Celestron 11 con cámara CCD.
Las fotografías han sido tomadas por Andreas Heideinreich.
En esta primera entrada dedicada a las galaxias, os mostramos alguna de ellas:

Galaxia NGC 7331

Se trata de una galaxia de tipo espiral situada en la constelación de  Pegaso. Se sitúa a 49 millones de años-luz de la nuestra y es similar en forma y tamaño a la Vía Láctea. 
El bulbo central gira en sentido contrario al resto de la galaxia.
Fue observada por primera vez por William Herchel, en 1784.

ngc7331 30Jul13

Tipo de galaxia

Galaxia M104, Galaxia del Sombrero

Se trata de una galaxia de tipo lenticular.
Se sitúa en la constelación de Virgo y tiene la masa de 800.000 soles.
Al verla de canto, se aprecia su gran disco de polvo y su abultado bulto estelar en el núcleo, formado principalmente por estrellas viejas.
Tiene un núcleo brillante, un bulbo central inusualmente grande y un gran disco de polvo.

comp2 med3c10t650 ddp res M104 Galaxia El Sombrero

 Tipo de galaxia

Galaxias M60 y NGC4647

Galaxias M60 y NGC4647Se trata de dos galaxias muy diferentes. La de la izquierda, más pequeña, es NGC4647 y es una galaxia de tipo espiral. La galaxia de la derecha es M60 y es una galaxia de tipo elíptica. Además, mientras que M60 es una galaxia supermasiva y está formada por estrellas viejas, la galaxia NDC 4647 es mucho más pequeña y sus estrellas son más jóvenes.

M60 es la tercera galaxia más brillante del Cúmulo de Virgo, una agrupación de más de 1.500 galaxias. Tiene un diámetro de 120.000 años-luz y se localiza a unos 54 millones de años-luz de la Vía Láctea.

m60 2Apr13

 Tipo de galaxia

M51a  o galaxia Remolino

La galaxia Remolino es una galaxia espiral situada en la constelación de Cannes Venaciti. Es la primera galaxia espiral que fue descubierta y lo hizo Charles Messier en 1773. Ha sido una galaxia muy observada y estudiada por los astrónomos.
La galaxia Remolino tiene un tamaño un 43% menor y una masa de un 10% de la masa de la Vía Láctea. Tiene una galaxia compañera, NGC 5195, también llamada M51b. Se trata de una galaxia enana y ambas galaxias están interaccionando entre ellas. 

M51 5Apr11

Tipo de galaxia

Se le puede encontrar en los cielos del hemisferio norte durante todo el año y resulta visible a través de unos prismáticos.

M51localizacin

iverdale 2

 

Posición de la galaxia M51 en el cielo.

Se encuentra cerca de la estrella Alkaid, situada en el extremo del “mango” de la Osa Mayor.

Se puede ver con unos prismáticos en una noche sin luna.

 

 

 

Cometa ATLAS

3 Abril 2020, 8:58 am
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En estos días en los que la actividad es muy baja aquí en la Tierra, en el Universo siguen pasando cosas interesantes. Os comentamos sobre un cometa que nos visita estos días.

El cometa C/2019 Y4 (ATLAS) fue descubierto el 28 de diciembre de 2019 por el telescopio ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System). Es un cometa que se puede localizar desde el hemisferio norte del planeta.

ATLAS actualmente se encuentra todavía más allá del planeta Marte en su trayectoria en dirección el Sol. Sigue una órbita muy elíptica, y se le calcula un periodo alrededor del Sol de unos 6.000 años. Algunos astrónomos indican que puede ser un pedazo de un cometa mucho más viejo.

Las últimas fotografías de ATLAS nos muestran un cometa con una cola de color verde, lo que indica la presencia de moléculas de CN (Cianógeno), que al recibir la luz del Sol, emiten luz de este color.

foto ATLAS

 

 

 

 

 

Aunque es un cometa de pequeño tamaño, los primeros dos meses tras su descubrimiento ha aumentado de brillo considerablemente. ATLAS ha subido de magnitud +17 a +8 desde febrero a marzo. Tal aumento de brillo hace pensar que podría alcanzar en mayo una magnitud cercana a +1, es decir, que podría ser visible a simple vista sin mucha dificultad. Sin embargo, también hay una posibilidad de que el pequeño cometa se rompa al acercarse al Sol.

Dónde se encuentra

El cometa ATLAS se encuentra en la constelación de la Osa Mayor, moviéndose hacia la constelación de Perseo. Está visible durante toda la noche.

En el siguiente mapa se muestra la posición del cometa a lo largo de los próximos meses.

CometaATLAS2

Hasta cuando se podrá ver

El cometa ATLAS se está acercando al Sol, y por eso, poco a poco, sigue aumentando de brillo. Sin embargo, tendremos que esperar hasta la primera quincena de mayo para poder verlo con cierta comodidad a simple vista, si las previsiones se cumplen. A partir de entonces, el cometa estará muy cerca del Sol y dejará de ser visible.