En términos generales, la modularidad es el grado en el que los componentes de un sistema pueden separarse y recombinarse, a menudo con el beneficio de la flexibilidad y la variedad en el uso. [1] El concepto de modularidad se utiliza principalmente para reducir la complejidad al dividir un sistema en diversos grados de interdependencia e independencia y "ocultar la complejidad de cada parte detrás de una abstracción e interfaz". [2] Sin embargo, el concepto de modularidad se puede extender a múltiples disciplinas, cada una con sus propios matices. A pesar de estos matices, se pueden identificar temas consistentes relacionados con los sistemas modulares. [3]
La componibilidad es uno de los principios de la programación funcional . Esto hace que los programas funcionales sean modulares. [4]
El significado de la palabra "modularidad" puede variar un poco según el contexto. A continuación se presentan ejemplos contextuales de modularidad en varios campos de la ciencia, la tecnología, la industria y la cultura:
El término modularidad se utiliza ampliamente en los estudios de sistemas tecnológicos y organizativos. Los sistemas de productos se consideran "modulares", por ejemplo, cuando se pueden descomponer en una serie de componentes que se pueden mezclar y combinar en una variedad de configuraciones. [7] [8] Los componentes pueden conectarse, interactuar o intercambiar recursos (como energía o datos) de alguna manera, al adherirse a una interfaz estandarizada. A diferencia de un producto estrechamente integrado en el que cada componente está diseñado para funcionar específicamente (y a menudo exclusivamente) con otros componentes particulares en un sistema estrechamente acoplado, los productos modulares son sistemas de componentes que están " ligeramente acoplados ". [9]
En El lenguaje de los nuevos medios , Lev Manovich propone cinco "principios de los nuevos medios", que deben entenderse "no como leyes absolutas, sino como tendencias generales de una cultura en proceso de informatización". [10] Los cinco principios son la representación numérica, la modularidad, la automatización, la variabilidad y la transcodificación. La modularidad en los nuevos medios representa a los nuevos medios como compuestos de varios módulos independientes y autosuficientes que pueden actuar de forma independiente o en conjunto en sincronización para completar el nuevo objeto mediático. En Photoshop , la modularidad es más evidente en las capas; una sola imagen puede estar compuesta de muchas capas, cada una de las cuales puede tratarse como una entidad completamente independiente y separada. Los sitios web pueden definirse como modulares, su estructura está formada en un formato que permite cambiar, eliminar o editar sus contenidos manteniendo al mismo tiempo la estructura del sitio web. Esto se debe a que el contenido del sitio web funciona de forma independiente del sitio web y no define la estructura del sitio. Toda la Web , señala Manovich, tiene una estructura modular, compuesta de sitios y páginas independientes, y cada página web en sí está compuesta de elementos y código que pueden modificarse de forma independiente. [11]
Se dice que los sistemas organizacionales se vuelven cada vez más modulares cuando comienzan a sustituir formas débilmente acopladas por estructuras jerárquicas estrechamente integradas. [12] Por ejemplo, cuando la empresa utiliza fabricación por contrato en lugar de fabricación interna, está utilizando un componente organizacional que es más independiente que desarrollar tales capacidades internamente: la empresa puede cambiar entre fabricantes por contrato que realizan diferentes funciones, y el fabricante por contrato puede trabajar de manera similar para diferentes empresas. [12] A medida que las empresas de una industria dada comienzan a sustituir el acoplamiento débil con componentes organizacionales que se encuentran fuera de los límites de la empresa por actividades que antes se realizaban internamente, todo el sistema de producción (que puede abarcar muchas empresas) se vuelve cada vez más modular. Las propias empresas se convierten en componentes más especializados. El uso de estructuras débilmente acopladas permite a las empresas lograr una mayor flexibilidad tanto en alcance como en escala. [12] Esto está en línea con la modularidad en los procesos de producción, que se relaciona con la forma en que se producen los artefactos tecnológicos. Esto consiste en toda la cadena de valor del artefacto, desde el diseño del artefacto hasta las etapas de fabricación y distribución. En la producción, la modularidad a menudo se debe a una mayor modularidad del diseño. [13] La empresa puede cambiar fácilmente entre distintos proveedores de estas actividades (por ejemplo, entre distintos fabricantes contratados o socios de alianza) en comparación con la creación de capacidades para todas las actividades internamente, respondiendo así a las distintas necesidades del mercado con mayor rapidez. Sin embargo, estas ganancias de flexibilidad tienen un precio. Por lo tanto, la organización debe evaluar las ganancias de flexibilidad que se pueden lograr, y cualquier pérdida de rendimiento que las acompañe, con cada una de estas formas.
La modularización dentro de las empresas conduce a la desagregación de la forma tradicional de gobernanza jerárquica. [14] [15] [16] La empresa se descompone en unidades organizativas autónomas relativamente pequeñas (módulos) para reducir la complejidad. La modularización conduce a una estructura en la que los módulos integran tareas fuertemente interdependientes, mientras que las interdependencias entre los módulos son débiles. En este sentido, la difusión de formas organizativas modulares se ha visto facilitada por los esfuerzos generalizados de la mayoría de las grandes empresas para rediseñar, reorientar y reestructurar. Estos esfuerzos suelen implicar una fuerte orientación a los procesos: el proceso completo de prestación de servicios del negocio se divide en procesos parciales, que pueden ser manejados de forma autónoma por equipos multifuncionales dentro de las unidades organizativas (módulos). La coordinación de los módulos se lleva a cabo a menudo utilizando mecanismos de mercado interno, en particular mediante la implementación de centros de beneficios . En general, la modularización permite una reacción más flexible y rápida a las condiciones generales o de mercado cambiantes. Sobre la base de los principios anteriores, son posibles muchas formas alternativas de modularización de las organizaciones (con fines de lucro o sin fines de lucro). [13] [17] Sin embargo, la modularización no es un concepto organizacional independiente y autónomo, sino que consiste en varias ideas básicas, que son partes integrales de otros conceptos organizacionales. Estas ideas centrales se pueden encontrar en todas las empresas. En consecuencia, no es sensato caracterizar a una empresa como "modular" o como "no modular", porque las empresas siempre son modulares hasta cierto punto.
Los sistemas de entrada, o "mecanismos computacionales específicos de un dominio" (como la capacidad de percibir el lenguaje hablado), se denominan facultades verticales y, según Jerry Fodor, son modulares en el sentido de que poseen una serie de características que, según Fodor, constituyen la modularidad. La lista de Fodor de características que caracterizan a los módulos incluye lo siguiente:
Fodor no sostiene que se trate de una definición formal o de una lista exhaustiva de características necesarias para la modularidad. Sostiene únicamente que los sistemas cognitivos caracterizados por algunas de las características mencionadas anteriormente probablemente se caractericen por todas ellas, y que dichos sistemas pueden considerarse modulares. También señala que las características no son una proposición de todo o nada, sino que cada una de ellas puede manifestarse en algún grado, y que la modularidad en sí misma tampoco es un constructo dicotómico: algo puede ser más o menos modular: "Por lo tanto, cabría esperar -lo que de todos modos parece deseable- que la noción de modularidad admitiera grados" (Fodor, 1996 [1983]:37).
Cabe destacar que la característica de "no ensamblado" de Fodor contrasta marcadamente con el uso de la modularidad en otros campos en los que se considera que los sistemas modulares están anidados jerárquicamente (es decir, los módulos están compuestos de módulos, que a su vez están compuestos de módulos, etc.). Sin embargo, Max Coltheart señala que el compromiso de Fodor con la característica de no ensamblado parece débil, [18] y otros académicos (por ejemplo, Block [19] ) han propuesto que los módulos de Fodor podrían descomponerse en módulos más finos. Por ejemplo, mientras Fodor distingue entre módulos separados para el lenguaje hablado y escrito, Block podría descomponer aún más el módulo del lenguaje hablado en módulos para el análisis fonético y las formas léxicas: [18] "La descomposición se detiene cuando todos los componentes son procesadores primitivos, porque la operación de un procesador primitivo no puede descomponerse aún más en suboperaciones" [19]
Aunque el trabajo de Fodor sobre la modularidad es uno de los más extensos, hay otros trabajos en psicología sobre la modularidad que vale la pena destacar por su simetría con la modularidad en otras disciplinas. Por ejemplo, mientras Fodor se centró en los sistemas de entrada cognitiva como módulos, Coltheart propone que puede haber muchos tipos diferentes de módulos cognitivos y distingue, por ejemplo, entre módulos de conocimiento y módulos de procesamiento. El primero es un cuerpo de conocimiento que es independiente de otros cuerpos de conocimiento, mientras que el segundo es un sistema de procesamiento de información mental independiente de otros sistemas de ese tipo.
Sin embargo, los datos que han acumulado los neurocientíficos no han permitido llegar a un sistema de organización tan ordenado y preciso como la teoría de la modularidad propuesta originalmente por Jerry Fodor. Se ha demostrado que es mucho más desordenada y diferente de una persona a otra, aunque existen patrones generales; mediante una combinación de neuroimagen y estudios de lesiones, se ha demostrado que hay ciertas regiones que realizan ciertas funciones y otras regiones que no las realizan. [20]
Al igual que en algunas otras disciplinas, el término modularidad puede utilizarse de múltiples maneras en biología. Por ejemplo, puede referirse a organismos que tienen una estructura indeterminada en la que se pueden ensamblar módulos de diversa complejidad (p. ej., hojas, ramitas) sin límites estrictos en su número o ubicación. Muchas plantas e invertebrados sésiles (inmóviles) de las zonas bentónicas demuestran este tipo de modularidad (por el contrario, muchos otros organismos tienen una estructura determinada que está predefinida en la embriogénesis ). [21] El término también se ha utilizado en un sentido más amplio en biología para referirse a la reutilización de estructuras homólogas entre individuos y especies. Incluso dentro de esta última categoría, puede haber diferencias en cómo se percibe un módulo. Por ejemplo, los biólogos evolutivos pueden centrarse en el módulo como un componente morfológico (subunidad) de un organismo completo, mientras que los biólogos del desarrollo pueden utilizar el término módulo para referirse a alguna combinación de componentes de nivel inferior (p. ej., genes ) que pueden actuar de forma unificada para realizar una función. [22] En el primero, el módulo se percibe como un componente básico, mientras que en el segundo el énfasis está en el módulo como colectivo.
Los especialistas en biología han elaborado una lista de características que deberían caracterizar a un módulo (de forma muy similar a lo que hizo Fodor en La modularidad de la mente [23] ). Por ejemplo, Rudy Raff [24] proporciona la siguiente lista de características que deberían poseer los módulos de desarrollo:
Para Raff, los módulos de desarrollo son "entidades dinámicas que representan procesos localizados (como en los campos morfogenéticos) en lugar de simplemente estructuras incipientes... (... como los rudimentos de los órganos)". [24] : 326 Bolker, sin embargo, intenta construir una lista definitoria de características que es más abstracta y, por lo tanto, más adecuada para múltiples niveles de estudio en biología. Ella sostiene que:
Otra corriente de investigación sobre la modularidad en biología que debería ser de particular interés para los académicos de otras disciplinas es la de Günter Wagner y Lee Altenberg . El trabajo de Altenberg [27] , el trabajo de Wagner [28] y sus escritos conjuntos [29] exploran cómo la selección natural puede haber dado lugar a organismos modulares y los papeles que desempeña la modularidad en la evolución. El trabajo de Altenberg y Wagner sugiere que la modularidad es a la vez el resultado de la evolución y la facilita, una idea que comparte una marcada semejanza con el trabajo sobre la modularidad en los dominios tecnológicos y organizacionales.
El uso de módulos en las bellas artes tiene una larga tradición en diversas culturas. En la arquitectura clásica de la antigüedad grecorromana, el módulo se utilizaba como unidad de medida estandarizada para proporcionar los elementos de un edificio. Normalmente, el módulo se establecía como la mitad del diámetro del fuste inferior de una columna clásica; todos los demás componentes de la sintaxis del sistema clásico se expresaban como una fracción o múltiplo de ese módulo. En la construcción tradicional japonesa, los tamaños de las habitaciones se determinaban a menudo mediante combinaciones de esteras de arroz estándar llamadas tatami ; la dimensión estándar de una estera era de alrededor de 3 pies por 6 pies, que se aproximaban a las proporciones generales de una figura humana reclinada. De este modo, el módulo se convierte no solo en un dispositivo proporcional para su uso con elementos verticales tridimensionales, sino también en una herramienta de planificación bidimensional.
La modularidad como medio de medición es intrínseca a ciertos tipos de edificios; por ejemplo, la construcción con ladrillos es modular por naturaleza, en la medida en que las dimensiones fijas de un ladrillo necesariamente dan como resultado dimensiones que son múltiplos de la unidad original. La unión de ladrillos entre sí para formar paredes y superficies también refleja una segunda definición de modularidad: a saber, el uso de unidades estandarizadas que se conectan físicamente entre sí para formar composiciones más grandes.
Con la llegada del modernismo y las técnicas avanzadas de construcción en el siglo XX, esta última definición transforma la modularidad de un atributo compositivo a una preocupación temática por derecho propio. En la década de 1950 se desarrolla una escuela de constructivismo modular en un círculo de escultores que crean esculturas y elementos arquitectónicos a partir de unidades repetitivas fundidas en hormigón. Una década más tarde, la modularidad se convierte en una preocupación artística autónoma por sí misma, ya que varios artistas minimalistas importantes la adoptan como tema central. La construcción modular como modelo de producción industrial y como objeto de investigación arquitectónica avanzada se desarrolla a partir de este mismo período.
La modularidad ha despertado un renovado interés entre los defensores del ModulArt , una forma de arte modular en la que las partes constituyentes pueden reconfigurarse físicamente, eliminarse y/o añadirse. Después de unos pocos experimentos aislados con ModulArt a partir de los años 50, [30] varios artistas desde los años 90 han explorado esta forma de arte flexible, personalizable y cocreativa. [31]
La modularidad en la moda es la capacidad de personalizar las prendas añadiendo o quitando elementos o alterando la silueta, normalmente mediante cremalleras, cierres con corchetes u otros cierres. A lo largo de la historia se ha utilizado para confeccionar prendas, existiendo incluso en el siglo XVII . En los últimos años, un número cada vez mayor de diseñadores de moda, especialmente aquellos centrados en la moda lenta o sostenible , están experimentando con este concepto. Dentro del ámbito de la Alta Costura , Yohji Yamamoto y Hussein Chalayan son ejemplos notables, este último especialmente por su uso de la tecnología para crear prendas modulares.
Estudios realizados en Finlandia y Estados Unidos muestran actitudes favorables de los consumidores hacia la moda modular [32] , a pesar de esto, el concepto aún no se ha convertido en una tendencia dominante. El énfasis actual dentro de la moda modular está en los factores de co-diseño y personalización para los consumidores, con el objetivo de combatir los rápidos cambios en las necesidades y deseos de los clientes, al mismo tiempo que se aborda la sostenibilidad al aumentar el ciclo de vida de las prendas. [33]
La modularidad es un concepto que se ha utilizado ampliamente en la arquitectura y la industria. En el diseño de interiores, la modularidad se utiliza para lograr productos personalizables que sean económicamente viables. Los ejemplos incluyen algunas de las creaciones personalizables de IKEA y, en su mayoría, conceptos de alto costo y alta gama. La modularidad en el diseño de interiores, o "modularidad en uso", [13] se refiere a las oportunidades de combinaciones y reconfiguraciones de los módulos para crear un artefacto que se adapte a las necesidades específicas del usuario y, al mismo tiempo, crezca con él. La evolución de la tecnología de impresión 3D ha permitido que los muebles personalizables sean factibles. Los objetos se pueden prototipar, cambiar según el espacio y personalizar según las necesidades de los usuarios. Los diseñadores pueden exhibir prototipos de sus módulos a través de Internet simplemente utilizando la tecnología de impresión 3D. Los sofás son una pieza común que tiene utilidades modulares que van desde una otomana hasta una cama, así como telas y textiles que son intercambiables. [34] Esto se originó en la década de 1940 después de ser inventado por Harvey Probber , se perfeccionó en la década de 1970 y alcanzó el consumismo a escala masiva en las décadas de 2010 y 2020. [35]
En Modular America de John Blair , [36] se sostiene que a medida que los estadounidenses comenzaron a reemplazar las estructuras sociales heredadas de Europa (predominantemente Inglaterra y Francia), desarrollaron una tendencia exclusivamente estadounidense hacia la modularidad en campos tan diversos como la educación, la música y la arquitectura.
Blair observa que cuando la palabra módulo surgió por primera vez en los siglos XVI y XVII, significaba algo muy parecido a un modelo . Implicaba una representación o ejemplo a pequeña escala. En los siglos XVIII y XIX, la palabra había llegado a implicar una medida estándar de proporciones y razones fijas. Por ejemplo, en arquitectura, las proporciones de una columna podían expresarse en módulos (es decir, "una altura de catorce módulos equivalía a siete veces el diámetro medido en la base" [36] : 2 ) y, por lo tanto, multiplicarse a cualquier tamaño mientras se conservaban las proporciones deseadas.
Sin embargo, en Estados Unidos, el significado y el uso de la palabra cambiaron considerablemente: "A partir de la terminología arquitectónica de la década de 1930, el nuevo énfasis se puso en cualquier entidad o sistema diseñado en términos de módulos como subcomponentes. A medida que las aplicaciones se ampliaron después de la Segunda Guerra Mundial a muebles, equipos de alta fidelidad, programas informáticos y más, la construcción modular pasó a referirse a cualquier conjunto formado por unidades autónomas diseñadas para ser partes equivalentes de un sistema, por lo tanto, podríamos decir, "sistémicamente equivalentes". Las partes modulares son implícitamente intercambiables y/o recombinables en uno u otro de varios sentidos". [36] : 3
Blair define un sistema modular como "uno que da más importancia a las partes que a los todos. Las partes se conciben como equivalentes y, por lo tanto, en uno o más sentidos, intercambiables y/o acumulables y/o recombinables" (p. 125). Blair describe el surgimiento de estructuras modulares en la educación (el currículo universitario), la industria (el ensamblaje modular de productos), la arquitectura (los rascacielos), la música (el blues y el jazz) y más. En su capítulo final, Blair no se compromete con una visión firme de lo que lleva a los estadounidenses a buscar estructuras más modulares en los diversos dominios en los que han aparecido; pero sí sugiere que de alguna manera puede estar relacionado con la ideología estadounidense del individualismo liberal y una preferencia por la organización antijerárquica.
La comparación del uso de la modularidad en distintas disciplinas revela varios temas:
Un tema que aparece en los estudios de psicología y biología es el de la especificación innata. La especificación innata (tal como se utiliza aquí) implica que el propósito o la estructura del módulo está predeterminado por algún mandato biológico.
La especificidad del dominio , es decir, que los módulos respondan solo a las entradas de una clase específica (o realicen funciones solo de una clase específica), es un tema que claramente abarca la psicología y la biología, y se puede argumentar que también abarca los sistemas tecnológicos y organizacionales. La especificidad del dominio se consideraría en estas últimas disciplinas como una especialización de la función.
La anidación jerárquica es un tema recurrente en la mayoría de las disciplinas. Aunque originalmente fue rechazado por Jerry Fodor , otros psicólogos lo han adoptado, y es fácilmente evidente en el uso de la modularidad en biología (por ejemplo, cada módulo de un organismo puede descomponerse en módulos más finos), procesos sociales y artefactos (por ejemplo, podemos pensar en un rascacielos en términos de bloques de pisos, un solo piso, elementos de un piso, etc.), matemáticas (por ejemplo, el módulo 6 puede dividirse en los módulos 1, 2 y 3) y sistemas tecnológicos y organizacionales (por ejemplo, una organización puede estar compuesta de divisiones, que están compuestas de equipos, que están compuestos de individuos). [37]
La integración interna mayor que la externa es un tema que se presentó en todas las disciplinas, excepto en las matemáticas. Este tema, que a menudo se denomina autonomía, reconoce que puede haber interacción o integración entre módulos, pero la mayor interacción e integración se produce dentro del módulo. Este tema está muy relacionado con la encapsulación de la información , que aparece explícitamente tanto en la investigación en psicología como en la tecnología.
La descomponibilidad (como la denominó Simon, 1962) aparece en todas las disciplinas, pero se manifiesta en distintos grados. Por ejemplo, en psicología y biología puede referirse simplemente a la capacidad de distinguir un módulo de otro (reconociendo los límites del módulo). Sin embargo, en varios de los artefactos sociales, las matemáticas y los sistemas tecnológicos u organizativos, se refiere a la capacidad de separar realmente los componentes entre sí. En varias de las disciplinas, esta descomponibilidad también permite reducir la complejidad de un sistema (o proceso). Esto se capta acertadamente en una cita de David Marr [38] sobre los procesos psicológicos, donde señala que "cualquier cálculo grande debe dividirse en una colección de subprocesos pequeños, casi independientes y especializados". Reducir la complejidad es también el propósito expreso de eliminar los nueves en matemáticas.
La sustituibilidad y la recombinabilidad son conceptos estrechamente relacionados. La primera se refiere a la capacidad de sustituir un componente por otro, como en la "equivalencia sistémica" de John Blair, mientras que la segunda puede referirse tanto a la forma indeterminada del sistema como al uso indeterminado del componente. En los planes de estudio universitarios de Estados Unidos, por ejemplo, cada curso está diseñado con un sistema de créditos que garantiza un número uniforme de horas de contacto y un contenido educativo aproximadamente uniforme, lo que da lugar a la sustituibilidad. En virtud de su sustituibilidad, cada estudiante puede crear su propio plan de estudios (recombinabilidad del plan de estudios como sistema) y se puede decir que cada curso es recombinable con una variedad de planes de estudios de estudiantes (recombinabilidad del componente dentro de múltiples sistemas). Tanto la sustituibilidad como la recombinabilidad son inmediatamente reconocibles en los procesos y artefactos sociales de Blair, y también están bien captadas en el análisis de Garud y Kumaraswamy [39] sobre las economías de sustitución en los sistemas tecnológicos. [40]
La equivalencia sistémica de Blair también demuestra la relación entre la sustituibilidad y el módulo como homólogo . La equivalencia sistémica de Blair se refiere a la capacidad de múltiples módulos de realizar aproximadamente la misma función dentro de un sistema, mientras que en biología un módulo como homólogo se refiere a diferentes módulos que comparten aproximadamente la misma forma o función en diferentes organismos. El extremo del módulo como homólogo se encuentra en matemáticas, donde (en el caso más simple) los módulos se refieren a la reutilización de un número particular y, por lo tanto, cada módulo es exactamente igual. [40]
En todos los campos, salvo en las matemáticas, se ha hecho hincapié en que los módulos pueden ser de diferente tipo. En la discusión de Fodor sobre el sistema cognitivo modular, cada módulo realiza una tarea única. En biología, incluso los módulos que se consideran homólogos pueden ser algo diferentes en forma y función (por ejemplo, la aleta de una ballena frente a la mano de un humano). En el libro de Blair, señala que si bien la música de jazz puede estar compuesta de unidades estructurales que se ajustan a las mismas reglas subyacentes, esos componentes varían significativamente. De manera similar, en los estudios de tecnología y organización, los sistemas modulares pueden estar compuestos de módulos que son muy similares (como en las estanterías que pueden apilarse unas sobre otras) o muy diferentes (como en un sistema estéreo donde cada componente realiza funciones únicas) o cualquier combinación intermedia. [40]
Artículos de investigación