El papel de las matemáticas y la ciencia en el diseño tecnológico

Un problema de diseño tecnológico

Imagine que es el diseñador de un nuevo producto para una pequeña empresa de tecnología. Este nuevo producto es a la vez un juguete y un dispositivo de seguridad. Es un perro robótico que se convierte en un perro guardián / perro disuasorio de robos cuando no estás en casa. Para diseñar este nuevo producto, debe utilizar tanto las matemáticas como las ciencias. Y, por supuesto, sus habilidades para resolver problemas. Esto significa que cuantos más tipos de problemas de matemáticas y ciencias sepa resolver, más fácil le resultará encontrar una solución que funcione. Este tipo de problema se denomina problema de diseño tecnológico , un problema que requiere la aplicación de matemáticas y ciencias.

Las matemáticas y las ciencias son necesarias para resolver problemas de diseño tecnológico.

Echemos un vistazo a cómo abordar el problema del diseño tecnológico. Para este nuevo perro robótico, debes encontrar una forma de que analice lo que ve para que pueda reconocer entre el cliente y extraños, posiblemente ladrones.

Pensando en ello, ya puede ver cómo esto puede ser un problema complicado. Y en realidad, el reconocimiento de rostros y objetos es un problema complicado que todavía se está estudiando en la actualidad. Aunque también ha mejorado en los últimos años con Apple introduciendo software de reconocimiento facial en sus teléfonos celulares como una forma de desbloquear su teléfono sin usar un código de acceso o una huella digital. Quieres que tu perro tenga reconocimiento facial, ya que no quieres que se acerque y escuche a ninguna persona al azar. No, desea que este perro robótico se imprima en su cliente y en la familia y amigos del cliente. Luego, el perro debe disuadir a cualquier otra persona de ingresar a la casa cuando el cliente y la familia no están en casa.

Usando matemáticas

¿Cómo puedes solucionar este problema? Con el uso de matemáticas y ciencias para ayudarte.

¿Qué tipo de matemáticas está involucrado? Deberá trabajar con estadísticas para determinar qué tan parecido es el rostro de una persona en particular a una imagen bidimensional de una persona. Existen diferentes tipos de algoritmos que se utilizan para reconocer el rostro de una persona. Un método mide las distancias entre los rasgos faciales, como la distancia entre los dos ojos o la distancia entre los ojos y la nariz. Después de medir estas distancias, el algoritmo las compara de la imagen almacenada con la persona que está frente al perro. Si estadísticamente es una coincidencia, entonces el perro será amigable. Si no, entonces el perro será malo y ladrará y gruñirá. Aprenderá más sobre estadísticas y otros conceptos matemáticos en otras lecciones.

Usando la ciencia

También necesitará usar la ciencia para ayudarlo a resolver su problema. La ciencia en realidad se usa para decirte cómo debes usar tus matemáticas.

Para su perro robótico, necesitará utilizar ecuaciones físicas para ayudarlo a mover al perro una vez que el perro haya reconocido a una persona. Si la persona es el cliente o la familia del cliente, entonces el perro debe moverse de manera amistosa. Si la persona es un extraño, entonces el perro debe moverse de manera agresiva. Todos estos movimientos requieren ecuaciones físicas para que el engranaje correcto funcione en la dirección correcta y con la cantidad justa de potencia.

Resolución de problemas técnicos

Veamos otro ejemplo y cómo se utilizan las matemáticas y las ciencias para ayudar a resolver el problema técnico.

Sue está a punto de poner una alfombra nueva en la sala de su nueva casa. Es bastante autosuficiente y quiere comprar la alfombra lo más barato posible. En la tienda, el vendedor le dice que su equipo puede salir y medir e instalar por $ 4 por pie cuadrado. O Sue puede medir e instalar ella misma por $ 2 por pie cuadrado. Esa es una diferencia bastante grande en términos de precio. Sue definitivamente quiere ir por la ruta de la autoinstalación. Entonces se va a casa y comienza a resolver su problema técnico. Utiliza tanto la ciencia como las matemáticas para resolver el problema.

Primero, la parte de ciencias le dice que su sala de estar es rectangular y, por lo tanto, tiene un ancho y un largo. La ciencia también le dice que, dado que la alfombra cubre todo el piso, representa el área del rectángulo. Ahora, las matemáticas le dicen a Sue que para encontrar el área del rectángulo, necesitará multiplicar la longitud por el ancho.

Sue descubre que su sala de estar mide 20 pies de largo por 14 pies de ancho. El área entonces es 20 * 14 = 280 pies cuadrados. Esto significa que su costo total es 280 * $ 2 = $ 560. Habría gastado más de $ 1,000 si lo hubiera instalado. Por lo tanto, valió la pena resolver este problema técnico por su cuenta.

Resumen de la lección

Un problema de diseño tecnológico es un problema que requiere la aplicación de matemáticas y ciencias.

Necesita ciencia para saber cómo aplicar sus matemáticas para resolver el problema. Cuantos más problemas de matemáticas y ciencias sepa resolver, más fácil será resolver problemas de diseño tecnológico.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador