En ciencia, el concepto de macroscopio es la antítesis del microscopio , es decir, un método, técnica o sistema apropiado para el estudio de objetos muy grandes o procesos muy complejos, por ejemplo, la Tierra y sus contenidos, [1] [2] o conceptualmente, el Universo . Obviamente, actualmente no existe un solo sistema o instrumento que pueda cumplir esta función, sin embargo, su concepto puede ser abordado por alguna combinación actual o futura de sistemas de observación existentes. [3] [4] [5] El término "macroscopio" también se ha aplicado a un método o compendio que puede ver algún aspecto más específico de los fenómenos científicos globales en su totalidad, como toda la vida vegetal, [6] procesos ecológicos específicos, [7] o toda la vida en la Tierra. [8] El término también se ha utilizado en las humanidades, como una etiqueta genérica para herramientas que permiten una visión general de varias otras formas de "big data". Como se ha comentado aquí, el concepto de "macroscopio" difiere en esencia del de escala macroscópica , que simplemente reemplaza a la escala microscópica y abarca todos los objetos lo suficientemente grandes como para ser visibles a simple vista, así como de la macrofotografía , que consiste en obtener imágenes de especímenes con aumentos mayores que su tamaño original, y para la que ya se ha comercializado un instrumento especializado relacionado con el microscopio, conocido como "macroscopio". Para algunos trabajadores, ya se pueden construir uno o más "macroscopios" (a escala planetaria) para acceder a la suma de las observaciones existentes pertinentes, mientras que para otros, las deficiencias en los regímenes de muestreo actuales o en la disponibilidad de datos indican que se requiere un esfuerzo de muestreo adicional y la implementación de nuevas metodologías antes de poder obtener una verdadera visión "macroscopio" de la Tierra.
El término "macroscopio" se considera generalmente introducido en el uso científico por el ecólogo Howard T. Odum en 1971, [9] [10] quien lo empleó, en contraste con el microscopio (que muestra objetos pequeños con gran detalle), para representar una especie de "eliminador de detalles" que permite así una mejor visión general de los sistemas ecológicos para una modelización simplificada y, potencialmente, la gestión (Odum, 1971, figura 10). [11] El ecólogo James Brown (ecólogo) equiparó el campo de la macroecología con el proceso de mirar "el mundo viviente a través de un macroscopio en lugar de a través de un microscopio, y como resultado ve cosas diferentes de las que revelan la mayoría de los estudios ecológicos... Sin embargo, cuando comencé a mirar a través del macroscopio, descubrí que me daba una visión del mundo ecológico que ni mis experimentos en un sitio de estudio ni mis estudios comparativos no manipulativos en un número necesariamente limitado de sitios de campo podían proporcionar". [3]
Algunos autores, como Hidefumi Imura, siguen utilizando el término como sinónimo más o menos de una visión general o un análisis de patrones a gran escala de los datos en su campo. [12] [13] Otros autores y oradores destacados que han utilizado la terminología de "macroscopio" para las visiones de "panorama general" en sus áreas de interés particulares incluyen a Jesse H. Ausubel [6] [14] y John Thackara . [15]
En realidad, el término (en el sentido actual de una "visión más amplia" de un tema que la que se puede obtener mediante una sola acción convencional) es anterior a su uso en la obra de Odum, y se encuentra, por ejemplo, en un libro de Philip Bagby titulado "Cultura e historia: Prolegómenos al estudio comparativo de las civilizaciones", publicado en 1959, que escribió: "[Alguien debería] inventar un 'macroscopio', un instrumento que garantizaría que el historiador viera sólo los aspectos más amplios de la historia y lo cegara ante los detalles individuales", [16] y también por WH Hargreaves y KH Blacker, que escribieron en 1966 en la revista Psychiatric Services : "El advenimiento de la computadora digital electrónica está causando una revolución en las ciencias del comportamiento comparable al impacto que tuvo el microscopio en la biología. Al igual que el microscopio, la computadora proporciona una visión que está más allá de la capacidad del ojo desnudo. La computadora se está utilizando como un "macroscopio", que nos permite percibir relaciones basadas en patrones de información más amplios de los que de otra manera podríamos percibir". integrar." [17] Un poco antes todavía, en el área de geografía, en un artículo de 1957 titulado "La búsqueda del geógrafo" para la Centennial Review of Arts & Science , Lawrence M. Sommers y Clarence L. Vinge escribieron: "¿Qué vemos? ¿Cuáles son las interrelaciones que existen entre las características observadas? Las vistas cercanas pueden, por medio de la cartografía, resolverse con vistas sobre el horizonte, y el mapa se convierte en un "macroscopio" para ayudarnos a entender la organización espacial de los fenómenos de la Tierra.", [18] mientras que en un Proyecto de Ley de Asignaciones del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de 1951, discutiendo una Ley de Gestión Forestal recientemente aprobada, se informa que Perry H. Merrill, Forestal Estatal de Vermont , dijo: "A través de [esta Ley] siento que hemos hecho un gran progreso ... en lugar de mirar a través de un microscopio, tal vez podamos mirar a través de un "macroscopio", si quieres llamarlo así." [19] [a]
El término fue (re)presentado como nuevo (el uso previo de Odum fue mencionado en una nota a pie de página) por el pensador científico francés Joël de Rosnay , quien escribió un libro detallado explicando su concepto en 1975: "Necesitamos, entonces, un nuevo instrumento. El microscopio y el telescopio han sido valiosos para recopilar el conocimiento científico del universo. Ahora se necesita una nueva herramienta para todos aquellos que intenten comprender y dirigir eficazmente su acción en este mundo, ya sean responsables de decisiones importantes en política, en ciencia y en la industria o sean personas comunes como nosotros. Llamaré a este instrumento el macroscopio (de macro, grande, y skopein, observar) ". En opinión de de Rosnay, el macroscopio podría utilizarse no solo para los mundos natural y físico, sino también para sistemas relacionados con los humanos, como el crecimiento de las ciudades, la economía y el comportamiento de los humanos en la sociedad. [1]
Los investigadores más recientes han tendido a utilizar el término como sinónimo de un sistema de observación de toda la Tierra, o parte de ella, respaldado particularmente por imágenes satelitales derivadas de teledetección y/o por observaciones in situ obtenidas a través de redes de sensores (véase más adelante).
Como una extensión de su contexto científico, el término "macroscopio" también se ha aplicado en las humanidades, como un término genérico para cualquier herramienta que permita una visión general y una comprensión de las colecciones de "big data" en esa área o áreas relacionadas. [22] [23] [24] [25] Para completar, debe mencionarse que el concepto de "microscopio inverso" no es completamente nuevo: alrededor de 80 años antes, el autor Lewis Carroll en el segundo volumen de su novela Sylvie y Bruno , publicada en 1893, describió a un profesor ficticio que incluye en su conferencia un instrumento que encogerá un elefante al tamaño de un ratón, al que llamó "megaloscopio". [26] El autor holandés Kees Boeke también escribió un libro de 1957, Cosmic View: The Universe in 40 Jumps , [27] cuya primera parte presenta imágenes de aspectos de la Tierra en escalas cada vez decrecientes y es paralela al principio posterior del hipotético "macroscopio" en una serie de niveles de zoom.
El aspecto más práctico de lo que constituye exactamente un macroscopio ha variado a través del tiempo y de acuerdo con los intereses, requisitos y campo de actividad de los trabajadores involucrados. Sommers y Vinge vieron el "macroscopio" como un sistema extendido de mapeo para visualizar las relaciones espaciales entre elementos en la superficie de la Tierra, prefigurando así notoriamente el concepto de sistemas de visualización geográfica "sin fisuras" desarrollados posteriormente a través de CD-ROM y la red mundial en la línea de la función "Atlas" de Microsoft Encarta y Google Maps / Google Earth . El concepto de Odum era para el estudio de los ecosistemas, mediante la integración de los resultados de los métodos existentes de estudio, identificación y clasificación de sus contenidos, luego eliminando los detalles a escala fina para obtener una vista de "panorama general" adecuada para el análisis y, según sea necesario, la simulación. De Rosnay vio su "macroscopio" como un punto de vista basado en sistemas para el estudio de (entre otras cosas) la naturaleza de la sociedad humana y la comprensión de la lógica de las acciones humanas. Escribió:
Utilicemos el macroscopio para dirigir una nueva mirada sobre la naturaleza, la sociedad y el hombre, y para intentar descubrir nuevas reglas de educación y de acción. En su campo de visión, las organizaciones, los acontecimientos y las evoluciones se iluminan con una luz totalmente diferente. El macroscopio filtra los detalles y amplifica lo que une las cosas. No se utiliza para agrandar o empequeñecer las cosas, sino para observar lo que es a la vez demasiado grande, demasiado lento y demasiado complejo para nuestros ojos (la sociedad humana, por ejemplo, es un organismo gigantesco que nos resulta totalmente invisible). [28]
Desde principios de la década de 2000 en adelante, el interés en el concepto de "macroscopio" ha aumentado de manera constante, tanto con la enorme mejora de la capacidad informática en las organizaciones y en los escritorios de los científicos, como con el acceso a conjuntos más amplios de datos adquiridos localmente y disponibles públicamente, como las observaciones de la Tierra . Para algunos investigadores recientes, como Dornelas et al., a los que se hace referencia a continuación, el macroscopio es el conjunto previsto de herramientas de observación que, en conjunto, proporcionarán el conjunto sinóptico deseado de observaciones sobre el campo de estudio relevante (en su caso, para el ámbito marino, desglosado como satélites, drones, cámaras trampa, muestreadores acústicos pasivos, biologgers, ADN ambiental y observaciones humanas), [4] En un artículo de 2019, estos autores afirmaron:
Las observaciones de la biosfera realizadas desde la Tierra están sesgadas espacialmente de tal manera que pueden limitar nuestra capacidad de detectar patrones macroecológicos y cambios en la biodiversidad. Para resolver este problema, necesitamos complementar los datos ad hoc que actualmente se recogen con un seguimiento planificado de la biodiversidad, con el fin de aproximarnos a un muestreo aleatorio estratificado global del planeta. A este sistema de observación integral lo llamamos "el macroscopio". ... Al implementar una matriz anidada de estas herramientas [satélites, drones, cámaras trampa, etc.] que llene las lagunas actuales en el seguimiento, podemos lograr un macroscopio adecuado para el propósito y convertir estas poderosas herramientas existentes en algo más que la suma de sus partes.
Para otros, el macroscopio ya está aquí, como una especie de "instrumento virtual", con fuentes de datos como las imágenes satelitales Landsat que proporcionan la vista de la Tierra de alta resolución necesaria, [29] [30] y/o redes de sensores inalámbricos que proporcionan un conjunto de observaciones locales in situ . [31] [32] En opinión de los investigadores de IBM , el macroscopio es la solución técnica, básicamente dentro de los ámbitos de la gestión de datos , el análisis de datos y la minería de datos , que permitirá integrar y consultar todas las observaciones existentes de la Tierra y relacionadas para obtener resultados significativos. En un escrito de 2017, afirmaron:
En 2022, utilizaremos algoritmos y software de aprendizaje automático para ayudarnos a organizar la información sobre el mundo físico, lo que nos permitirá poner al alcance de nuestra visión y comprensión los vastos y complejos datos recopilados por miles de millones de dispositivos. Lo llamamos "macroscopio", pero a diferencia del microscopio para ver lo muy pequeño o del telescopio que puede ver a lo lejos, es un sistema de software y algoritmos para reunir todos los datos complejos de la Tierra y analizarlos en el espacio y el tiempo en busca de significado. [5]
Según IBM en 2020, estos principios de "macroscopio" se implementaron posteriormente como un sistema experimental llamado "IBM PAIRS Geoscope", [33] posteriormente rebautizado como el componente Geospatial Analytics dentro de IBM Environmental Intelligence Suite y descrito allí como "una plataforma diseñada específicamente para servicios masivos de consulta y análisis geoespaciales-temporales (mapas, satélite, clima, drones, IoT [=" Internet de las cosas "])". [34]
Para Craig Mundey, de Microsoft , los beneficios del macroscopio no son sólo para la observación de la Tierra, sino también de aspectos de las personas que están en ella:
A medida que la Tierra se vaya dotando cada vez más de instrumentos con sensores de bajo coste y gran ancho de banda, adquiriremos una mejor comprensión de nuestro entorno mediante un "macroscopio" virtual y distribuido que cubra toda la Tierra... El análisis de datos a gran escala permitirá el seguimiento en tiempo real de enfermedades y respuestas específicas a posibles pandemias. Nuestro "macroscopio" virtual ahora se puede utilizar en nosotros mismos, así como en nuestro planeta (Microsoft Research, 2009). [35]
Unos 10 años después, durante los cuales la potencia informática y el almacenamiento de datos de fácil acceso habían seguido avanzando, Microsoft anunció el desarrollo planificado de su "Ordenador Planetario", un "enfoque de la computación que es planetario en escala y nos permite consultar todos los aspectos de las soluciones ambientales y basadas en la naturaleza disponibles en tiempo real". [36] Mientras tanto, desde aproximadamente 2010 en adelante, Google ya había desarrollado una instalación algo similar llamada "Google Earth Engine" que utiliza la computación en la nube para el análisis numérico de grandes cantidades de imágenes satelitales; [37] en 2021, el sitio web del proyecto afirma que "Google Earth Engine combina un catálogo de varios petabytes de imágenes satelitales y conjuntos de datos geoespaciales con capacidades de análisis a escala planetaria. Los científicos, investigadores y desarrolladores utilizan Earth Engine para detectar cambios, mapear tendencias y cuantificar diferencias en la superficie de la Tierra". [38] Tales iniciativas tal vez puedan verse como el "extremo superior" para la ingestión de conjuntos de datos de entrada masivos a escala global y la computación asociada; En el otro extremo de la escala, el desarrollo de estándares multiplataforma (abiertos) para el intercambio de información geográfica digitalizada por parte del Consorcio Geoespacial Abierto desde principios de la década de 2000 ha permitido a los investigadores equipados con un software mínimo solicitar, mostrar, superponer e interactuar de otra manera con subconjuntos de flujos de datos globales remotos a través de (por ejemplo) Web Map Service (WMS), Web Feature Service (WFS) y Web Coverage Service (WCS) sin necesidad de mantener ninguno de los datos localmente, capaces de producir un tipo de funcionalidad de "macroscopio" a un costo modesto (gratis en el caso de soluciones de código abierto como GeoServer , MapServer y más) para mostrar información de la elección del usuario contra un rango de posibles mapas base. [39] Otras soluciones de naturaleza similar actualmente disponibles (en las que el software de "globo virtual" del cliente se instala en el dispositivo del usuario o se ejecuta en un navegador web y luego puede acceder a capas de datos remotas o locales para visualizarlas sobre mapas base preparados previamente) incluyen NASA WorldWind y ArcGIS Earth de ESRI.
En 2013-2014, el Departamento de Salud e Higiene Mental de la Ciudad de Nueva York (DOHMH) diseñó su propio "Macroscopio de Nueva York", un sistema de vigilancia de los registros médicos electrónicos de los residentes de la ciudad de Nueva York, diseñado para "medir los resultados de salud entre la población adulta de la ciudad de Nueva York que busca activamente atención médica". [40] La Escuela de Informática y Computación de la Universidad de Indiana también ejecuta un programa de divulgación cartográfica a través de su Centro de Ciberinfraestructura para Ciencias de Redes titulado "Lugares y espacios: ciencias cartográficas", que en su programa de 2016 incluía "ocho macroscopios interactivos", acompañados de la siguiente definición: "Los macroscopios son herramientas de software que ayudan a las personas a centrarse en patrones en datos que son demasiado grandes o complejos para verlos sin ayuda. El mundo es un lugar complejo y los macroscopios nos ayudan a comprender y gestionar esa complejidad. Son lentes visuales que podemos usar para ver patrones y tendencias en grandes volúmenes de datos". [41] Otra iniciativa a la que se ha denominado "macroscopio" es el Sistema de Información Biogeográfica Oceánica (OBIS), como lo describieron Vanden Berghe et al . en 2012, quienes escribieron: "Su ambición de convertirse en un 'Macroscopio' (de Rosnay, 1979) para la biodiversidad marina nos permitirá ver más allá de las complejidades y las idiosincrasias de los conjuntos de datos individuales para ver el "panorama general" de la vida oceánica con mayor claridad", [42] una actividad clave para este proyecto es la transformación de datos que existían previamente en formas dispares y a veces inaccesibles en un formato único y estandarizado para facilitar el acceso y la producción de información resumida según se desee.
Otro supuesto "macroscopio" de otro tipo es la Base de Datos Global de Eventos, Lenguaje y Tono (GDELT Project), que monitorea (la mayoría de) los medios de comunicación del mundo creando "billones de puntos de datos" y luego ofreciendo "una síntesis en tiempo real del comportamiento a escala social global en una rica base de datos cuantitativa que permite el monitoreo en tiempo real y la exploración analítica de esas tendencias". Según el sitio web del proyecto, uno de sus resultados, el Gráfico de Conocimiento Global (GKG) de GDELT, compila "una lista de cada persona, organización, empresa, ubicación y varios millones de temas y miles de emociones de cada informe de noticias, utilizando algunos de los algoritmos de geocodificación y entidades nombradas más sofisticados que existen, diseñados específicamente para el mundo ruidoso y agramatical que son los medios de comunicación del mundo". [43]
En 2018, tres agencias asociadas -el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (ONU Medio Ambiente) y la Secretaría del Convenio sobre la Diversidad Biológica- lanzaron el "UN Biodiversity Lab" (UNBL) (https://unbiodiversitylab.org/), descrito como "una herramienta para mejorar el acceso a los macrodatos en pro del desarrollo sostenible" en forma de datos espaciales globales sobre áreas protegidas, especies en peligro de extinción, impacto humano en los sistemas naturales, cuencas hidrográficas para ciudades clave y más. [44] La versión 2.0 del UNBL, publicada en octubre de 2021, contiene "más de 400 capas de datos espaciales sobre biodiversidad, cambio climático y desarrollo", y también ofrece espacios de trabajo donde los usuarios a nivel nacional pueden cargar sus propios datos para compilar mapas con fines de presentación de informes y planificación y monitoreo de la biodiversidad a escala nacional. [45]
Algunas de las diferencias en el enfoque descrito anteriormente son más fáciles de entender si el macroscopio se interpreta como una instancia particular de la "cadena de valor de los macrodatos" (con un enfoque particular en las observaciones de la Tierra y/o la biosfera), que como se afirma en Chen et al. (2014) se puede dividir en cuatro fases, a saber, generación de datos, adquisición de datos (también conocido como ensamblaje de datos), almacenamiento de datos y análisis de datos. [46] Para algunos trabajadores como M. Dornelas et al. , el macroscopio es la suma de los sistemas de recopilación de datos (el elemento de generación) que proporcionarán el contenido necesario para el análisis posterior, aunque también se hace alguna mención de "una serie de registros de datos específicos del dominio" que permitirían luego descubrir el contenido. [4] Para otros, como OBIS, el principal esfuerzo necesario para construir el macroscopio es el componente de ensamblaje de datos, que luego permite el análisis integrado de conjuntos de datos previamente dispares (los datos de OBIS pueden luego verse mediante las herramientas suministradas o descargarse al propio sistema de un usuario para visualización y análisis adicionales); Mientras que para las instalaciones interesadas en descubrir patrones en los datos (y con suficiente poder de cómputo a mano), el macroscopio es el conjunto de herramientas analíticas y de filtrado temporales y espaciales ("lentes" en la terminología del Centro de Ciberinfraestructura para la Ciencia de Redes de la Universidad de Indiana) que se pueden aplicar una vez que se han reunido los datos. Dado que, por analogía con el microscopio, el macroscopio es en esencia un método para visualizar sujetos demasiado grandes para ser vistos completamente en un campo de visión convencional, probablemente ninguno de estos enfoques sea incorrecto, ya que las diferencias en el énfasis son complementarias en el sentido de que cada uno es capaz de contribuir al "instrumento virtual" resultante que se prevé en este concepto. Sin embargo, una tendencia que se observa es la de aumentar el tamaño del conjunto de datos base y la densidad de muestreo deseada; los "macroscopios" actuales se construyen sobre conjuntos de datos de escala fina / alta resolución que se habrían descartado como detalles indeseables (que oscurecen el "panorama general") en los conceptos originales de Odum y de Rosnay.
Varios de los conceptos descritos anteriormente reaparecen, o tienen paralelo, en la propuesta de Buckminster Fuller de 1962, denominada alternativamente " Geoscopio " , que se propuso como una representación gigante del globo sobre la que se podrían mostrar "todos los inventarios relevantes de datos mundiales" a través de un sistema de computadoras. Entre los beneficios de un sistema de este tipo estarían: "Con el Geoscopio, la humanidad podría reconocer patrones anteriormente invisibles y, por lo tanto, predecir y planificar en una magnitud mucho mayor que hasta ahora". [47] Un concepto similar resurgió como una propuesta más concreta titulada " Tierra digital " defendida por el entonces vicepresidente estadounidense Al Gore en 1998, [48] cuyo progreso fue analizado en un artículo de investigación de 2015 por Mahdavi-Amiri et al. [49]
El término escala macroscópica difiere en su uso del concepto científico discutido anteriormente; en esencia, cubre cualquier elemento lo suficientemente grande como para ser visto a simple vista, en otras palabras, que no requiere un microscopio para ser visualizado. Algunos autores también usan "macroscópico" como parte de un continuo de tipos de escala sucesivamente más grandes, comenzando con escalas microscópicas, luego macroscópicas, luego mesoscópicas y finalmente megascópicas. [50] Por el contrario, la macrofotografía (abreviatura de fotografía macroscópica) es un término utilizado para cubrir fotografías en las que el sujeto aparece ampliado (mayor que el tamaño natural), estrictamente hablando en el plano de la película pero en la práctica cuando se reproduce como una impresión o en una pantalla, generalmente en el rango de aumento de x1 a x10; mientras que un macroscopio también es una designación para un tipo de microscopio óptico comercializado anteriormente por los fabricantes europeos Wild Heerbrugg y Leica Microsystems , optimizado para macro y microfotografía en el rango de aumento de x8 a x40; [51] Otros fabricantes de productos ópticos, como Bausch and Lomb y Ednalite Research Corporation, también ofrecieron instrumentos similares, también bajo el nombre de "macroscopios". Otro uso del término "macroscopio", anterior a la popularización del concepto de ciencia por parte de Odum, se da en el libro de ciencia ficción homónimo de 1969 del novelista Piers Anthony , en el que su instrumento imaginario es una especie de supertelescopio, capaz de enfocar en cualquier lugar del espacio y el tiempo según las indicaciones del usuario, mientras que en la novela infantil de 2009 de Jill Linz y Cindy Schwarz Adventures in Atomville: The Macroscope , el instrumento que da título al libro es una nueva invención mediante la cual los átomos (que tienen identidades en el libro) pueden visualizar el "mundo exterior" por primera vez. [52] El término "macroscopio" también se ha empleado en al menos dos casos en los nombres de productos comerciales de software informático. [53] [54]
{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )