Sistema CTS y patentes

Sistema CTS y patentes

En la entrada anterior se comentaba el aspecto del fraude como una falta de ética científica de cara a generar conocimiento. Una lección muy interesante de cara a una investigación justa y al auto conocimiento. Como recurso legal contra el fraude, y especialmente contra el plagio, ¿existiría tal herramienta? Podríamos decir, "entre comillas", que las patentes son la forma de proteger nuestro trabajo, pero, ¿a qué precio? ¿es el camino adecuado? ¿favorece el progreso científico?

De acuerdo al poco conocimiento previo que tenía sobre el tema, y a lo leído en esta entrada, diría que, ni es el camino adecuado, ni favorece al progreso. Es más, diría que restringe el progreso a aquellos que únicamente tienen dinero y poder, básicamente. Es interesante, y en muchos casos, necesaria la protección de nuestro trabajo, de eso no se cabe duda. Pero las patentes no implican solamente proteger el trabajo, implican una serie de procesos jurídico-legales muy precisos y especializados, que mueven mucha cantidad de capital económico, intereses, y poder. Mi conclusión es que solamente las empresas muy potentes se pueden permitir patentar ya que son las únicas capaces de mantener activa dicha patente. En cambio, las empresas medianas y pequeñas, no pueden competir en esa liga. Esto conlleva una gran desigualdad en el sector, permitiendo así un gran monopolio. Me ha gustado mucho la idea leída de que, al patentar una idea, solamente quedará la opción de investigar lo mejor de lo peor, lo que se ha desechado, las alternativas eliminadas. En sí, esta actitud no favorece al proceso científico, ya que lo está limitando a unos pocos, a un monopolio, evitando una mejora e incremento global de ese conocimiento.

A mi personalmente me gusta mucho la idea del conocimiento abierto, el acceso abierto dentro de un contexto justo y sin ese gran beneficio de las revistas, la ciencia al alcance de todos... y creo que la filosofía de las patentes va completamente en contra. No va conmigo, y la evitaría en mi desarrollo científico-profesional. Me gustaría contar un caso breve de patente que me ha venido al pelo, relacionado con la invención del transistor. Como sabemos, la invención del transistor BJT se le atribuye a los científicos William Shockley, John Bardeen y Walter Brattain, de los Laboratorios Bell, en 1947. Casualmente, en 1997, 50 años más tarde, Jan Hendrik fue contratado por los mismos como el futuro Jimi Hendrix del semiconductor, desarrollando transistores orgánicos, que resultó en un fraude como comentaba en la entrada anterior. Casualidades de la vida.  En 1959 se inventó el transistor MOSFET, por los científicos Mohamed Atalla y Dawon Kahng. Siempre se ha dicho que el transistor MOSFET, como concepto, era anterior al BJT pero que no se podía desarrollar por limitaciones tecnológicas, pero, hay una cosa interesante que remarcar. La invención del transistor MOSFET data del año 1925 por el físico polaco Julius Edgar Lilienfeld como sustituto a la válvula de vacío, quien patentó la idea, la cual se puede consultar en este enlace. Además de esta, patentó otra serie de procedimientos relacionados con el invento. No hay indicios de que fabricase dicho dispositivo ya que no disponía de la tecnología en la época, si bien lo desarrolló a nivel teórico con bastante precisión. Dicha patente estuvo vigente varios años. Cuando Shockley y su equipo empezaron a desarrollar una potente investigación en el área de los semiconductores, varias de sus ideas toparon con la patente de Lilienfeld, lo que no permitió su desarrollo. Por ese motivo inventaron el BJT, porque sus ideas iniciales del transistor eran similares al MOSFET y ya estaban hechas. Por esta creación, la cual la patentaron también, obtuvieron el premio Nobel de física. Mi reflexión es, ¿qué habría pasado sino hubiera habido la patente original de Lilienfeld? ¿se habría inventado antes el transistor MOSFET? ¿no se habría desarrollado el BJT como alternativa? La respuesta a estas preguntas es difícil de saber. Para conocer la historia del transistor y de la electrónica basada en el silicio, esta entrada de Wikipedia lo relata genial. 

Antes de completar esta entrada, comentaré unos leves comentarios sobre el sistema CTS. La verdad que poco tengo que opinar ya que es un tema complejo, muy burocrático que desconozco, si bien muy útil de conocer ya que es el motor que hace que la ciencia vaya hacia adelante. Me ha parecido una entrada de gran utilidad sobre todo para valorar como se gestiona la ciencia y la importancia que tiene de cara a seguir investigando.

Fraude científico

Fraude científico

En esta entrada se hablará de la parte oscura de la ciencia, esa parte a la que nadie le gusta, la que se evita... pero que lamentablemente ahí está. Es curioso ver como el ser humano, por ambición o por ego, es capaz de arreglárselas para ganar prestigio y reconocimiento a costa del trabajo de otros, o en casos extremos, inventándose los resultados. Es triste pero ahí está. De la misma manera que en la política se destapan escándalos de corrupción, en la ciencia se destapan casos de fraude, que siendo francos, tampoco dista mucho de la corrupción. Es importante conocer este tipo de entramados ya que implica una mayor transparencia en todo el proceso, haciéndolo más justo, abierto y cercano. 

A continuación se comentará de manera breve un escándalo de fraude científico, enmarcado dentro de la temática de mi tesis. Dicho caso, como lo citan, se llama "El escándalo de Schön". Jan Hendrik Schön es, o mejor dicho, era, no porque haya fallecido, sino porque desapareció de la escena y ya no ejerce como científico, un físico alemán nacido en agosto de 1970. Estudió física y se doctoró en 1997 en la universidad de Konstanz, Alemania. Su área de investigación era la física de materia condensada y la nanotecnología. Ese mismo año, fue contratado por los Laboratorios Bell, Nueva Jersey, como un joven prometedor científico. Comenzó a investigar estructuras alternativas del transistor, sustituyendo el silicio por otros materiales orgánicos. Logró espectaculares resultados, obteniendo transistores con unas prestaciones superiores a todo lo que se había hecho antes. Se podría decir que sus resultados implicaron un paradigma en la electrónica ya que rompía con todo lo que se había hecho antes, y, referenciando a la ley de Moore de la entrada anterior del blog, le daba un giro de trescientos sesenta grados. Empezó a publicar sus investigaciones a un ritmo frenético, a una velocidad media de una publicación cada 8 días. Continuó así hasta el año 2002, obteniendo varios premios. Sin embargo, durante esos años, varios científicos fueron incapaces de repetir sus resultados, y poco a poco, se vio que todo fue un fraude, inventándose los resultados. A partir de 2002, se emprenderían varias investigaciones y acciones legales contra el joven Jan. Las consecuencias finales fueron la retirada de todos sus artículos así como de su título doctoral, entre otras sanciones. Y poco a poco, fue desapareciendo de escena, evaporándose como los materiales orgánicos que el mismo empleó. 

¿Qué le habría llevado a realizar tales fraudes? Se dice que la presión por publicar en los Laboratorios Bell era muy grande, ya que en esos años, estaba pasando unos momentos bastante bajos. Es una pena que existe tal presión en la ciencia, convirtiéndola en una fabrica en serie de resultados. Creo que es algo que va en contra de ella. Pero bueno, además de la publicación, el ego, la ambición, las ansias de ascender... pueden que hayan sido otras causas, por ese motivo, es importante hacer un ejercicio de observación personal, ver que es lo que se quiere, que se siente, para así, conocerse mejor y evitar este tipo de situaciones.

Referencias:

[1] Schön scandal

[2] El escandaloso fraude científico de Jan Hendrik Schön

La caja de pensar

La caja de pensar

La caja de pensar, como metáfora, y en mi opinión, alude a una forma de pensar disruptiva y creativa, que se sale de los límites de lo establecido, dando lugar, como diría T. Kuhn, a paradigmas científicos y a revoluciones científicas. No podría estar más de acuerdo con su concepto, de hecho, como científicos que somos, deberíamos intentar salir de esa zona establecida y pensar fuera de sus límites, aunque sea por divagar un poco, para conocer hasta que punto puede llegar nuestra mente.

A modo de comentario personal, me gustaría decir que esta entrada de la caja de pensar es la que más me ha inspirado de todas las leídas. Mezcla muchas cosas, las cuales, sentía las ganas de encontrar y conocer, pero no sabía ni que ni como buscarlas. Así que es todo un placer dar con algo que tu mente te está pidiendo y de repente, llega. Me parece muy importante la filosofía de la ciencia porque te da una visión muy abierta y crítica de la ciencia. Es algo que se debería conocer más, no sólo a nivel de doctorado, también a nivel de grado e incluso a nivel de instituto. Es fundamental conocer que implicaciones tiene la ciencia en la sociedad, no sólo como progreso, sino como estructura política y económica que es, de poder en algunos casos e incluso de control en otros, ya que, como bien decía César Tomé, "La ciencia tiene una inmerecida posición de privilegio en la cultura. El llamado método científico es una entelequia, por lo que no se puede justificar que la ciencia sea la mejor forma de adquirir conocimiento. Ni siquiera los resultados de la ciencia prueban su superioridad, ya que estos resultados han dependido muchas veces de la presencia de elementos no científicos: casualidades, serendipias, coyunturas sociales, políticas, religiosas o personales." Ese párrafo citado por César me parece una pasada, pura crítica, pura crema. Es muy importante ese espíritu crítico en la ciencia, es una forma de conocer todo el sistema que lo rodea y como, se puede luchar contra él en muchos casos. Además, le da a la ciencia un carácter justo y no elitista. Terminaré este pequeño comentario diciendo que se puede ser científico, ayudando al progreso, generando conocimiento... pero a la vez luchando con ese sistema de intereses. Cada vez me siento más identificado con esa idea.

Comentarios personales aparte, y continuando con la caja de pensar y los paradigmas, hablaré de un caso muy típico en la industria electrónica. Este paradigma está relacionado con el número de transistores en un chip y el propio tamaño del transistor, el cual se inició con la teoría que postuló Gordon Moore, extraída de Wikipedia: "En 1965, Gordon Moore afirmó que el número de transistores por unidad de superficie en circuitos integrados se duplicaba cada año y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas. Más tarde, en 1975, modificó su propia ley al corroborar que el ritmo bajaría, y que la capacidad de integración no se duplicaría cada 12 meses sino cada 24 meses aproximadamente.Este periodo a veces se cita equivocadamente como 18 meses debido al ejecutivo de Intel David House, quien predijo que el desempeño del chip se duplicaría cada 18 meses (siendo una combinación del efecto de más transistores y los transistores siendo más rápidos).​ Esta progresión de crecimiento exponencial, duplicar la capacidad de los circuitos integrados cada dos años, es lo que se denomina ley de Moore." Este crecimiento exponencial del número de transistores, relacionada directamente con el tamaño de los mismos (cuanto más pequeños sean, más entrarán en una superficie determinada) se ha ido cumpliendo a lo largo de los años, si bien, en una conferencia que el mismo impartió, se produjo un cambio en su teoría: "en 2007 el propio Moore determinó una fecha de caducidad: «Mi ley dejará de cumplirse dentro de 10 o 15 años»,​ según aseguró durante la conferencia en la que afirmó, no obstante, que una nueva tecnología vendrá a suplir a la actual." Es ese cambio en su teoría donde se produce un paradigma, el cual implica que su teoría tiene un cierto límite. 

El paradigma que se plantea es el siguiente: si llega a un punto en el cual los transistores no se pueden hacer más pequeños, ¿significa un estancamiento en la industria electrónica? ¿habrá que inventar nuevas tecnologías disruptivas? ¿habrá que seguir intentando hacer el transistor más pequeño en la medida de lo posible? ¿o se deben seguir reinventando todos los avances hechos? Cuando en la anterior entrada hacía referencia a que si bien la electrónica es un mundo muy "trillado", pero que aún queda mucho por hacer, son este tipo de paradigmas a los que responden a ese comentario de que, "aún queda mucho por hacer". 

En la actualidad, hay mucha investigación que pretende dar respuestas a las preguntas que he formulado en el paradigma. Por un lado, no se ha producido un estancamiento en la industria, al revés, está más activa que nunca, con diseños realmente potentes a precios muy económicos (debido a la economía de escala). Con respecto a la invención de tecnología disruptivas, también está más activa que nunca. Disciplinas como la fotónica integrada, tecnologías cuánticas o materiales como el grafeno, exploran nuevas aplicaciones que van más allá de los conceptos clásicos. Estas tendencias van de la mano con la idea de seguir intentando hacer el transistor más pequeño, lo cual se está haciendo. Se dijo que el límite de este era de 5nm (5/1000000000 metros), si bien, se están investigando nuevos tamaños hacia los 3nm, 2.1nm, 1.5nm y 1nm. Este tipo de tamaños rompen por completo el paradigma de la electrónica clásica, revolucionando esta y realizando sinergias con las tres disciplinas mostradas. Por último, la pregunta de seguir reinventando los avances hechos, también sigue más activa que nunca. Es en esta donde se enmarca mi investigación, y creo que es muy importante ya que se cuestiona lo hecho anteriormente, le da una vuelta y lo adapta a lo actual. A diferencia de una tendencia hacia una escalabilidad vertical de hacer el transistor más pequeño, esta última está relacionada con una escalabilidad horizontal, es decir, juntar varios diseños en paralelo para hacer uno potente a nivel global. Esto plantea el reto del bajo consumo, ya que si se unen varios dispositivos en paralelo, el consumo general aumenta, por lo que se deben buscar técnicas que hagan el diseño lo más eficientemente posible.

En consecuencia, el concepto de paradigma en la electrónica está más activo que nunca, dando lugar a muchas vertientes, a muchas ideas. A modo de comentario crítico, muchas veces, estás tendencias están altamente relacionados a los recursos económicos de que se dispone, si bien, no reducirá la motivación de cara a crear  y explorar nuevas soluciones con los recursos de los que se disponga.

¿Qué papel social juega mi disciplina científica y mi tesis dentro del contexto actual?

¿Qué papel social juega mi disciplina científica y mi tesis dentro del contexto actual?

Como investigador en formación que soy, esta pregunta, aparentemente simple y típica pero con mucho contenido, me la he preguntado varias veces. Mi disciplina científica está enmarcada dentro de la Ingeniería Electrónica. Dado que se trata de un área muy grande con muchas sub-disciplinas, de todas estas, la mía se enmarca dentro del Diseño Microelectrónico Analógico. El fin de dicha área radica en el diseño de circuitos electrónicos miniaturizados o chips, los cuales operan con señales eléctricas analógicas (aquellas que son análogas a las señales del mundo que nos rodean). La aplicación depende del contexto en que se esté empleando. Por concluir esta pequeña introducción, comentar que la Microelectrónica Analógica, además de ser un área en sí misma, es un conjunto de herramientas, que, dentro del contexto en el que se esté empleando y la propia creatividad de la persona, permite desarrollar múltiples aplicaciones de mucha utilidad en la actualidad.

El origen de la electrónica per se fue en 1904 con el origen de la válvula de vacío, si bien, fue en 1947 con la invención del transistor la que marcó la revolución y un punto de inflexión en esta. A principios de los años 60 se realizaron los primeros chips, década que dio lugar al origen de la microelectrónica. A partir de entonces, se inició un fuerte desarrollo científico, con una fuerte aplicación tanto en el sector industrial como en el de consumo. Si bien a primera vista parece que está muy "trillada", aún queda mucho por hacer. Es cierto que las bases están muy asentadas, y muchos circuitos ya están inventados, pero es ahora cuando cobran sentido ciertos conceptos, los cuales eran difícil de implementar antiguamente. Uno de estos conceptos son los diseños basados en muy Bajo Consumo y Bajo Voltaje, cuyo objetivo consiste en hacer circuitos que tengan un consumo eléctrico muy bajo. ¿Por qué cobra sentido este concepto ahora? Principalmente por los dispositivos portátiles e inalámbricos, de alto uso en nuestros días. Este concepto de Bajo Consumo y Bajo Voltaje es el tema de moda actual en este mundillo, el cual busca realizar circuitos de muy altas prestaciones con bajos recursos. Remarcar que la aplicabilidad del concepto se debe a la evolución de las tecnologías de desarrollo, las cuales permiten hacer virguerías en la actualidad. 

Es en este panorama del bajo consumo donde se enmarca mi tesis, y personalmente, creo que es muy importante hoy en día. Un sistema de bajo de bajo consumo presenta muchas características positivas de carácter social, las cuales expongo a continuación:

• Reducción del consumo eléctrico por parte de los usuarios, lo cual, además de reducir nuestra factura mensual, reduce las emisiones de gases contaminantes por parte de las centrales eléctricas.
• Para el caso de sistemas que usen baterías, aumento de la durabilidad de estas. Este aumento implica, además de evitar la carga/descarga constante de estas, una mayor durabilidad, y por tanto, un uso menos exhaustivo, reduciendo su producción.
• Mayor autonomía de los sistemas inálambricos.
• Menor dependencia con las compañías eléctricas.
• Autogestión energética.

Creo firmemente en estas ideas, y a lo largo de mis años futuros me gustaría seguir estudiándolas, desarrollándolas y darlas a conocer a la sociedad. Especialmente me interesa mucho el de la autonomía energética, evitando la dependencia (en la mayor medida) con las compañías eléctricas, ya que, siendo elegante en la expresión, me parecen unos ladrones. Otro tema que me interesa mucho es el tema del uso eficiente de las baterías.

Con todos los principios anteriores, me gustaría plasmarlos en mi tesis y darle un carácter, dentro de una tesis ingenieril, un carácter social e idealista. Si bien ahora estoy realizando una formación puramente electrónica, con el paso del tiempo me gustaría estudiar más estas ideas e incorporarlas a la tesis. 

Para cerrar el círculo de mi investigación, me gustaría buscar una aplicación la cual sea, valga la redundancia, de aplicabilidad en nuestra comunidad. Uniendo las ideas del bajo consumo, el carácter idealista y la aplicabilidad en Navarra, había pensado en realizar una aplicación o bien enfocada al mundo de las energía renovables, o bien al de la automoción. Para el primer caso, me parece muy interesante los sistemas basados en Energy Harvesting, los cuales, mediante sensores, captan la energía del entorno y la convierten a energía eléctrica. Sería lo equivalente a una central eléctrica en miniatura. Para el segundo caso, había pensado en algún tipo de sensor autónomo relacionado con el mundo de la automoción.

Aún falta mucho tiempo por concluir la investigación, pero poco a poco me gustaría ir estudiando y desarrollando estas ideas, las cuales, a mi modo de ver, presentan una gran aplicabilidad tanto social, ecológica y local.