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[6 C] Martes, 10 de junio de 2008 Actualidad/PULSO Son de naturaleza diversa y poseen varias características JUAN GONZALO BARAJAS RAMÍREZ [email protected] La palabra red evoca dife- rentes imágenes. Posible- mente esta palabra trae a la mente las redes que se usan para la pesca, construidas por hilos entretejidos for- mando una malla, o quizás imaginó una telaraña en algún rincón del jardín, en la cual cada hilo se conecta al centro donde se encuen- tra la araña. La palabra red se relaciona generalmente con la Internet; una red formada por compu- tadoras interconectadas. Aquí sucede algo intere- sante; aunque tenemos claro el concepto, es muy di- fícil visualizarlo. A este tipo de redes se les ha dado en llamar redes complejas, estas redes se ca- racterizan por estar consti- tuidas por un gran número de componentes que se in- terconectan entre sí siguien- do patrones complicados. La diferencia básica entre una red simple y una compleja radica precisa- mente en la regularidad de los patrones con que se construye la red. De modo que mientras una red simple, como la te- laraña en el jardín, se cons- truye con patrones regula- res y repetitivos, lo que la vuelve fácil de visualizar, en una red compleja como la Internet, los patrones de co- nexión son irregulares y no triviales, haciendo práctica- mente imposible visualizar la red en su totalidad. TELECOMUNICACIONES En diferentes grados, todos los aspectos de nuestra vida se ven afectados por la formación de redes. Al hacer una llamada telefó- nica o retirar dinero en un cajero automático estamos dependiendo de redes, en este caso, de redes de tele- comunicaciones. Por otro lado, la red de dis- tribución eléctrica es también un ejemplo de cómo las redes tecnológicas se han converti- do en infraestructura básica para el funcionamiento de nuestra sociedad. A un nivel personal, la imagen que tenemos de no- sotros mismos es en gran medida producto de las re- laciones que formamos con nuestros familiares, amigos y vecinos. En este sentido, la base de nuestro funciona- miento como sociedad está dada por las estructuras que formamos al compartir ideales, afectos y responsa- bilidades con las personas que nos rodean. Es a través de estas co- nexiones que formamos redes de cooperación, gru- pos de amigos y empresas. Más aún, en nuestro inte- rior hay redes. Una forma de visualizar el cuerpo hu- mano es como un conjunto de sistemas: el cardiovas- cular, digestivo, respirato- rio y nervioso, sólo por mencionar algunos. Todos estos sistemas son, en su concepción más básica, una red formada por la inter- conexión de órganos con una funcionalidad definida. A un nivel más profundo, en nuestras células, los me- canismos moleculares que dan forma a lo que llama- mos un ser vivo pueden verse como la interacción entre redes de reacciones metabólicas, producción de proteínas y de regulación genética. A todos los niveles, dentro y fuera de nosotros, las redes son una parte inte- gral del funcionamiento de nuestro entorno. ESTRUCTURA Hoy en día la comunidad científica se ha abocado al es- tudio de redes complejas, dando origen a lo que se co- noce como “Teoría de Redes”. Mediante análisis empíri- cos de la estructura de redes de diversas naturalezas, in- cluyendo tecnológicas, socia- les y biológicas, se ha demos- trado que todas ellas, inde- pendientemente de su natu- raleza, tienen aspectos es- tructurales comunes. Es decir, la red de distribu- ción eléctrica tiene caracterís- ticas similares a un ecosiste- ma vivo, y más aun, al analizar la estructura de la red genéti- ca de varios organismos vivos, se ha encontrado que los genes y las proteínas interac- túan en una forma similar a como lo hacen las computa- doras en la Internet. Para describir estas si- militudes se han creado conceptos como el “efecto de mundo pequeño”, el cual se refiere al contraste entre el gran número de compo- nentes de la red y la peque- ña distancia promedio, me- dida en número de enlaces, que existe entre dos nodos (puntos de unión o de cone- xión) cualesquiera. Otra característica común entre las redes com- plejas en el mundo real, es la presencia de nodos con- centradores, esto hace que la distribución de conexio- nes no siga una escala o dis- tancia promedio entre los nodos de la red. Es decir, estas redes son de escala libre. Estos aspec- tos estructurales de tamaño, densidad y conectividad co- munes tienen significativas repercusiones en el compor- tamiento y funcionalidad que una red compleja puede presentar. INVESTIGACIONES La importancia y el impac- to de estos descubrimien- tos ha propiciado que ma- temáticos, físicos, ejecuti- vos de empresas, especia- listas en computación, so- ciólogos e inclusive biólo- gos estén investigando in- tensamente las implica- ciones que acarrea la for- mación de las redes com- plejas en sus respectivas áreas de estudio. Se está investigando la forma en que estas caracte- rísticas estructurales afec- tan la funcionalidad y los fenómenos que se llevan a cabo en la red. Esto abre la puerta para una gran can- tidad de variadas aplica- ciones potenciales, inclu- yendo el análisis, diseño y rediseño de redes para in- fraestructura y servicios e inclusive el control y regu- lación de sistemas comple- jos tales como la Internet o sistemas biomédicos. En estas aplicaciones se podrán utilizar las caracterís- ticas propias de las redes para lograr una mayor eficiencia en el flujo de información, mejorar la robustez ante fallas y ataques, o promover el sur- gimiento de comportamien- tos colectivos como la sincro- nización y la autorregulación. El estudio de redes com- plejas es sin duda una de las áreas más importantes del quehacer científico en la ac- tualidad, pues ellas se en- cuentran dentro y fuera de nosotros, y aunque sean de diversas naturalezas, son si- milares entre sí. DENTRO Y FUERA DE NOSOTROS TERTIOMILLENI COLABORACIÓN DEL INSTITUTO POTOSINO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA Redes complejas Mayor información puede ser encontrada en: http://www.nd.edu/~net- works/ http://complex.upf.es/~ri- card/complexnets.html http://en.wikipe- dia.org/wiki/Complex_Net- work Figuras Ilustrativas: El Internet (de Pastor-Sato- rras et al, Phys Rev Lett (87) 2001. 258701) Telefonía –Llamadas Internacionales (de http://www.visualcomplexi- ty.com/vc/project_de- tails.cfm?id=77&index=77&d omain=) Ruta Aéreas de Continental (de http://www.continen- tal.com/web/en-US/con- tent/travel/routes/co- world_200711.pdf ) F otos: Pulso

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Page 1: TERTIOMILLENI - UABCfcqi.tij.uabc.mx/usuarios/egarcia/CursoWEB... · JUAN GONZALO BARAJAS RAMÍREZ jgbarajas@ipicyt.edu.mx La palabra red evoca dife-rentes imágenes. Posible-mente

[6•C] Martes, 10 de junio de 2008 Actualidad/PULSO

Son de naturaleza diversa y poseen varias características

JUAN GONZALO BARAJAS RAMÍ[email protected]

La palabra red evoca dife-rentes imágenes. Posible-mente esta palabra trae a lamente las redes que se usanpara la pesca, construidaspor hilos entretejidos for-mando una malla, o quizásimaginó una telaraña enalgún rincón del jardín, enla cual cada hilo se conectaal centro donde se encuen-tra la araña.

La palabra red se relacionageneralmente con la Internet;una red formada por compu-tadoras interconectadas.

Aquí sucede algo intere-sante; aunque tenemosclaro el concepto, es muy di-fícil visualizarlo.

A este tipo de redes se lesha dado en llamar redescomplejas, estas redes se ca-racterizan por estar consti-tuidas por un gran númerode componentes que se in-terconectan entre sí siguien-do patrones complicados.

La diferencia básicaentre una red simple y unacompleja radica precisa-mente en la regularidad delos patrones con que seconstruye la red.

De modo que mientrasuna red simple, como la te-laraña en el jardín, se cons-truye con patrones regula-res y repetitivos, lo que lavuelve fácil de visualizar, enuna red compleja como laInternet, los patrones de co-nexión son irregulares y notriviales, haciendo práctica-mente imposible visualizarla red en su totalidad.

TELECOMUNICACIONESEn diferentes grados, todoslos aspectos de nuestravida se ven afectados por laformación de redes. Alhacer una llamada telefó-nica o retirar dinero en uncajero automático estamosdependiendo de redes, eneste caso, de redes de tele-comunicaciones.

Por otro lado, la red de dis-tribución eléctrica es tambiénun ejemplo de cómo las redestecnológicas se han converti-do en infraestructura básicapara el funcionamiento denuestra sociedad.

A un nivel personal, laimagen que tenemos de no-sotros mismos es en granmedida producto de las re-laciones que formamos connuestros familiares, amigosy vecinos. En este sentido, labase de nuestro funciona-miento como sociedad estádada por las estructuras queformamos al compartirideales, afectos y responsa-bilidades con las personasque nos rodean.

Es a través de estas co-nexiones que formamosredes de cooperación, gru-pos de amigos y empresas.Más aún, en nuestro inte-rior hay redes. Una formade visualizar el cuerpo hu-mano es como un conjuntode sistemas: el cardiovas-cular, digestivo, respirato-rio y nervioso, sólo pormencionar algunos.

Todos estos sistemas son,en su concepción más básica,una red formada por la inter-conexión de órganos con unafuncionalidad definida.

A un nivel más profundo,en nuestras células, los me-canismos moleculares quedan forma a lo que llama-mos un ser vivo puedenverse como la interacciónentre redes de reaccionesmetabólicas, producción deproteínas y de regulacióngenética. A todos los niveles,dentro y fuera de nosotros,las redes son una parte inte-gral del funcionamiento denuestro entorno.

ESTRUCTURAHoy en día la comunidadcientífica se ha abocado al es-tudio de redes complejas,dando origen a lo que se co-noce como “Teoría de Redes”.

Mediante análisis empíri-cos de la estructura de redesde diversas naturalezas, in-cluyendo tecnológicas, socia-les y biológicas, se ha demos-trado que todas ellas, inde-pendientemente de su natu-raleza, tienen aspectos es-tructurales comunes.

Es decir, la red de distribu-ción eléctrica tiene caracterís-ticas similares a un ecosiste-ma vivo, y más aun, al analizarla estructura de la red genéti-ca de varios organismos vivos,se ha encontrado que losgenes y las proteínas interac-túan en una forma similar acomo lo hacen las computa-doras en la Internet.

Para describir estas si-militudes se han creado

conceptos como el “efectode mundo pequeño”, el cualse refiere al contraste entreel gran número de compo-nentes de la red y la peque-ña distancia promedio, me-dida en número de enlaces,que existe entre dos nodos(puntos de unión o de cone-xión) cualesquiera.

Otra característicacomún entre las redes com-plejas en el mundo real, esla presencia de nodos con-centradores, esto hace quela distribución de conexio-nes no siga una escala o dis-tancia promedio entre losnodos de la red.

Es decir, estas redes sonde escala libre. Estos aspec-tos estructurales de tamaño,densidad y conectividad co-munes tienen significativasrepercusiones en el compor-tamiento y funcionalidadque una red compleja puedepresentar.

INVESTIGACIONESLa importancia y el impac-to de estos descubrimien-tos ha propiciado que ma-temáticos, físicos, ejecuti-vos de empresas, especia-listas en computación, so-ciólogos e inclusive biólo-gos estén investigando in-tensamente las implica-ciones que acarrea la for-mación de las redes com-plejas en sus respectivasáreas de estudio.

Se está investigando laforma en que estas caracte-rísticas estructurales afec-tan la funcionalidad y losfenómenos que se llevan a

cabo en la red. Esto abre lapuerta para una gran can-tidad de variadas aplica-ciones potenciales, inclu-yendo el análisis, diseño yrediseño de redes para in-fraestructura y servicios einclusive el control y regu-lación de sistemas comple-jos tales como la Internet o

sistemas biomédicos. En estas aplicaciones se

podrán utilizar las caracterís-ticas propias de las redes paralograr una mayor eficienciaen el flujo de información,mejorar la robustez ante fallasy ataques, o promover el sur-gimiento de comportamien-tos colectivos como la sincro-

nización y la autorregulación.El estudio de redes com-

plejas es sin duda una de lasáreas más importantes delquehacer científico en la ac-tualidad, pues ellas se en-cuentran dentro y fuera denosotros, y aunque sean dediversas naturalezas, son si-milares entre sí.

DENTRO Y FUERA DE NOSOTROS

TERTIOMILLENICOLABORACIÓN DEL INSTITUTO POTOSINO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

Redes complejasMayor informaciónpuede ser encontrada en:

http://www.nd.edu/~net-works/http://complex.upf.es/~ri-card/complexnets.htmlhttp://en.wikipe-dia.org/wiki/Complex_Net-work

Figuras Ilustrativas:

El Internet (de Pastor-Sato-rras et al, Phys Rev Lett (87)2001. 258701)

Telefonía –Llamadas Internacionales (dehttp://www.visualcomplexi-ty.com/vc/project_de-tails.cfm?id=77&index=77&domain=)

Ruta Aéreas de Continental(de http://www.continen-tal.com/web/en-US/con-tent/travel/routes/co-world_200711.pdf )

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