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Naturaleza + Biomimetismo + Bitcoin: una alianza mutuamente beneficiosa

por Alex15m2024/11/19

Demasiado Largo; Para Leer

La naturaleza y la cadena de bloques podrían beneficiarse mutuamente. La cadena de bloques podría mejorarse si se inspirara y aprovechara el poder de la naturaleza. Y la sabiduría de la naturaleza podría organizarse y usarse de manera eficiente con la ayuda de la cadena de bloques. La naturaleza y la cadena de bloques podrían coexistir, vivir en armonía y beneficiarse mutuamente. La naturaleza no es solo un supermercado, sino también un museo. La sabiduría de la naturaleza es uno de los recursos más valiosos que tenemos. Solo necesitamos reconocerla, organizarla de manera eficiente y dejar que fluya hacia el diseño de nuestros sistemas.

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Las historias son hasta 22 veces más memorables que los hechos solos
(Jennifer Aaker)

Este artículo cuenta la historia de NatureLand, un pueblo habitado por animales, dotado de inteligencia y libre de la influencia de la centralización y el dinero. El personaje principal es un erizo curioso e inteligente que viajó entre diferentes dimensiones para adquirir los conocimientos necesarios para construir NatureLand.

Aunque NatureLand pueda parecerte utópico y futurista, muchas de las cosas allí descritas podrían construirse con lo que hoy conocemos.

Este artículo es una continuación de los anteriores. Inicialmente , el Erizo viajó por su pueblo natal y conoció a algunos animales que lo ayudaron a deshacerse de las ilusiones y darse cuenta de que la centralización y el dinero son los principales obstáculos que hicieron que la ciencia sirviera a los intereses de las grandes corporaciones en lugar del público en general. Sin embargo, el resto de los habitantes del pueblo y las aldeas vecinas todavía estaban bajo el control de las ilusiones que habían sido creadas por brujas malvadas.

Luego, el Erizo viajó a la quinta dimensión, a DeSciLand, donde aprendió los principios de la Economía Basada en Recursos y se familiarizó con 31 proyectos que lo ayudaron a convertir sus ideas científicas en realidad y construir un dispositivo de energía libre.

Después, el Erizo regresó a la Tierra (3ª dimensión) a su aldea, donde se enteró de que las malvadas brujas “envenenaban” todo con dos tipos de nieblas (dinero y centralización). El Erizo ideó un dispositivo que ayudó a deshacerse de ellas, para que los habitantes de la Tierra pudieran implementar una Economía Basada en Recursos y un sistema científico apropiado. Luego, el Erizo viajó al Ciberespacio para aprender a organizar DevOps para implementar una plataforma web llamada BioUniverse que ayudaría a construir sistemas científicos y de otro tipo.

El artículo anterior incluye una breve descripción de cómo se organizaban los sistemas científicos, educativos y médicos en NatureLand. Todo allí estaba inspirado en la naturaleza:

Lente biomimética y marco de PROTECCIÓN

La biomimética es una innovación inspirada en la naturaleza.
Y es una nueva forma de inventar mirando al mundo natural en busca de inspiración.
Y nos preguntamos, antes de diseñar cualquier cosa, ¿qué haría la naturaleza aquí?
(Janine Benyus)

Todos los organismos tienen que resolver diversos problemas a lo largo de su evolución y han tenido mucho tiempo para encontrar las mejores soluciones y adaptarlas a las condiciones del entorno. La naturaleza es la mejor maestra e inventora. El problema es que la humanidad se enfrenta a los mismos desafíos de diseño que otras formas de vida, por lo que tiene sentido utilizar soluciones inspiradas en la naturaleza. Solo tenemos que reconocer y elegir estrategias de resolución de problemas adecuadas para nuestros problemas.

La biomimética consiste en encontrar el vínculo entre los problemas que enfrentan los distintos organismos y nuestros propios desafíos. Luego, podemos utilizar estrategias de resolución de problemas inspiradas en la naturaleza para nuestras soluciones:

En la imagen de arriba se presentan 4 ejemplos de soluciones inspiradas en la naturaleza.

El primero es un revestimiento de color estructural inspirado en las propiedades físicas de las alas de las mariposas, que elimina la necesidad de utilizar tintes tóxicos. El segundo es un sistema de recolección de agua inspirado en el proceso de recolección de agua que se encuentra en los líquenes de barba. Está diseñado para comunidades árticas que luchan contra la escasez de agua. El tercero es un sujetador inspirado en las semillas de las erizos. Y el cuarto son plásticos autodegradables inspirados en procesos celulares que involucran proteínas chaperonas y enzimas [1].

Para sobrevivir durante la evolución, las formas de vida necesitan tener una estrategia adaptativa y resiliente. La adaptabilidad es la clave para sobrevivir en un entorno cambiante. Y hay cinco propiedades principales de los sistemas naturales que la garantizan, a saber: capacidad de respuesta, heterogeneidad, descentralización, redundancia y cooperación. En conjunto, se las conoce como el marco de PROTECCIÓN [2]:

Todos los sistemas de NatureLand (científico, educativo y médico) fueron diseñados de acuerdo con los principios delineados en el marco de PROTECCIÓN, para que NatureLand pudiera sobrevivir en cualquier condición.

La cadena de bloques desempeñó un papel crucial en NatureLand. Este artículo se centra en la asociación mutuamente beneficiosa entre Nature y la cadena de bloques. También describe una de las posibles formas de evolución de Bitcoin.

La naturaleza realmente es la mejor maestra.
Lo que la Naturaleza tiene para enseñarnos es más de lo que jamás hayamos imaginado.
Juan Lanier

Blockchain inspirada y potenciada por la naturaleza

La cadena de bloques de la biomimética / Bitcoin biológico

La cadena de bloques de NatureLand se denominó cadena de bloques de biomimética. Fue inspirada y potenciada por la naturaleza. La cadena de bloques de biomimética ayudó a organizar los sistemas científicos, educativos y médicos de NatureLand.

La biomímesis era la principal disciplina científica y el objetivo principal de la cadena de bloques de la biomímesis era proporcionar una infraestructura para organizar la sabiduría de la naturaleza (principalmente estrategias de resolución de problemas) y optimizar el desarrollo de innovaciones inspiradas en la naturaleza.

La cadena de bloques Biomimicry se desarrolló a partir de Rootstock . Esta cadena lateral de Bitcoin es una especie de actualización de Bitcoin, ya que permite beneficiarse tanto de la prueba de trabajo (POW) de Bitcoin como de las capacidades de contratos inteligentes de Ethereum.

Mecanismo de consenso

El mecanismo de consenso es el núcleo de la tecnología blockchain. Es un conjunto de ideas y reglas que utilizan los nodos de la red para llegar a un acuerdo sobre el estado de la blockchain [3].

Prueba de innovación (PoI)

La cadena de bloques Biomimetismo almacena datos en bloques sobre los sistemas naturales, su estado y características, las estrategias de resolución de problemas que utilizan, los problemas que enfrentan los habitantes de NatureLand y todo lo relacionado con las innovaciones inspiradas en la naturaleza.

NatureLand contaba con un 'Centro de monitoreo y priorización' que monitoreaba el estado de los sistemas naturales y recibía información sobre los diferentes problemas que enfrentaban los habitantes del pueblo. Cada 10 días, los Guardianes de NatureLand elegían el problema más inminente para encontrar soluciones apropiadas inspiradas en la naturaleza.

Entonces, los Guardianes de NatureLand tuvieron que realizar tres tareas:

Encontrar y validar la solución inspirada en la naturaleza más eficiente;
Validar todos los datos sobre sistemas naturales e innovaciones inspiradas en la naturaleza recopilados durante 10 días;
Resolver un hash para garantizar la seguridad de la cadena de bloques;

Cada Guardián contaba con un bionodo blockchain para respaldar la red y validar los datos, un laboratorio con inteligencia artificial y el equipo adecuado para realizar experimentos y analizar los datos para validarlos y encontrar soluciones inspiradas en la naturaleza. Además, podían enviar sus propuestas al "Centro de desarrollo de innovación" para materializar sus innovaciones mediante impresión 3D y probarlas.

Todas las soluciones fueron evaluadas y clasificadas por el comité de Guardianes y herramientas impulsadas por IA. El primer Guardián que propuso la mejor solución tuvo la oportunidad de proponer un bloque. Cada innovación inspirada en la naturaleza recibió un nombre que se utilizó durante el hash. Luego, el bloque propuesto fue validado y verificado por el resto de Guardianes y agregado a la cadena de bloques. Entonces, en esencia, los Guardianes de NatureLand extrajeron innovaciones inspiradas en la naturaleza.

Sí a la cadena de bloques, no al dinero. Economía basada en recursos

Si lo piensas, el dinero es sólo una interfaz para intercambiar recursos.

La comunidad de NatureLand se ocupa de los recursos directamente, principalmente a través de los "Centros de gestión de recursos".

Además, algunas investigaciones muestran que el dinero bloquea la creatividad y entorpece el pensamiento [4, 5]. Y construir NatureLand requirió mucha creatividad.

Los habitantes de NatureLand se sintieron motivados por la creación de un sistema que permitiera gestionar los recursos naturales de forma inteligente y que beneficiara a todos, en lugar de buscar beneficios económicos o popularidad. La sabiduría de la naturaleza era el recurso principal. Esta y la cadena de bloques de biomimética eran el corazón de la economía basada en los recursos de NatureLand. No había mercados. No había dinero.

Los Guardianes y el resto de la comunidad de NatureLand hicieron sus aportes para resolver diferentes problemas y se mantuvieron concentrados en el verdadero objetivo. Ayudar y mejorar NatureLand a través de innovaciones inspiradas en la naturaleza fue la verdadera recompensa para ellos.

El futuro brillante de las cadenas de bloques y los sistemas basados en ellas

Para sobrevivir en un entorno cambiante, los sistemas naturales deben adaptarse. La adaptación exitosa de los sistemas naturales está garantizada por cinco características clave (capacidad de respuesta, heterogeneidad, descentralización, redundancia y cooperación, conocidas colectivamente como el marco de PROTECCIÓN).

De la misma manera, las cadenas de bloques y los sistemas basados en ellas tienen que ser adaptables y resilientes para soportar los desafíos del mundo moderno. Y lo son, porque cumplen con todos los criterios del marco de PROTECCIÓN.

En cuanto a la cadena de bloques Biomimicry y su ecosistema, su arquitectura se construyó en base a diferentes soluciones inspiradas en la naturaleza, por lo que su futuro era aún más prometedor.

Inspiración

Estamos rodeados de naturaleza. Durante el curso de la evolución, nuestro razonamiento fue moldeado en cierta medida por la naturaleza. Ya sea de manera consciente o inconsciente, las personas utilizan estrategias inspiradas en la naturaleza para resolver sus problemas. La naturaleza siempre ha sido una gran fuente de inspiración para diferentes innovaciones.

Muchos aspectos diferentes de la informática se inspiraron (muy probablemente) en la naturaleza: los lenguajes de programación (inspirados en los lenguajes naturales), la IA (inspirada en la inteligencia natural), la computadora misma (inspirada en el cerebro (unidad de procesamiento y memoria)), algoritmos inspirados en la naturaleza, etc. Es posible que una cadena de bloques y los sistemas basados en cadena de bloques también se inspiraran (al menos parcialmente) en la naturaleza.

Blockchain y ADN

Similitudes estructurales

Lado “biológico”

Las unidades de datos fundamentales de las cadenas de bloques son bits (0/1), y los datos aquí se almacenan como un código binario (base 2).

El lado “tecnológico”

Los organismos vivos poseen ácido desoxirribonucleico (ADN) que está compuesto por nucleobases de 4 tipos, a saber: (adenina (A), citosina (C), guanina (G), timina (T)). Por lo tanto, los datos en este caso se almacenan como un código cuaternario (base 4).

Similitudes funcionales

El ADN y la cadena de bloques sirven como almacenamiento de datos para el código genético y el código informático, respectivamente.

Unidades de datos funcionales

Lado “biológico”

Las subunidades de ADN llamadas genes almacenan instrucciones para proteínas y ácidos ribonucleicos (ARN).

El lado “tecnológico”

Los datos de blockchain se almacenan como bloques.

Regulación

Lado “biológico”

La expresión genética (la producción de su producto) está regulada por diferentes moléculas como factores de transcripción que pueden unirse a los promotores de ADN:

El lado “tecnológico”

El código de la cadena de bloques se regula con la ayuda de parámetros de entrada (para funciones y métodos). Tanto el ADN como la cadena de bloques están activos en el contexto apropiado (célula/nodo) y son inertes en caso contrario.

Replicación

Tanto el ADN como la cadena de bloques pueden hacer copias de sí mismos [6].

Aparte de las similitudes entre el ADN y la cadena de bloques, también existen algunas diferencias. Por ejemplo, no hay límite en la cantidad de bloques que crea una cadena de bloques, mientras que la cantidad de genes en el genoma es limitada y se mantiene constante (hay alrededor de 20.000 genes humanos) [7].

Sistemas distribuidos basados en blockchain (dApps, DAO) y organismos vivos

Existen algunos criterios de vida que diferencian a las formas de vida de las entidades inertes. Algunos de ellos son compartidos por los sistemas distribuidos basados en blockchain. Se resumen a continuación.

Capacidad de respuesta y homeostasis

Lado “biológico”

Todos los organismos vivos tienen que responder a los cambios ambientales y mantener la homeostasis (un estado específico de equilibrio) a pesar de las condiciones circundantes a través de ciclos de retroalimentación positiva y negativa [6, 8].

Bucle de retroalimentación positiva (desestabilización de un sistema; se establece un nuevo equilibrio)

Por ejemplo, la maduración de la fruta:

1 manzana madura -> producción de etileno (C2H4) -> (las manzanas circundantes maduran -> más C2H4)x -> todas las manzanas maduran

Bucle de retroalimentación negativa (estabilización de un sistema; se mantiene el mismo equilibrio)

Por ejemplo, la relación depredador-presa:

más presas -> más depredadores -> sobredepredación -> menos presas -> menos depredadores -> baja presión de depredación -> más presas...

El lado “tecnológico”

Los sistemas responden a los cambios externos y se autorregulan (mediante bucles de retroalimentación). Por ejemplo, la dificultad de minado de Bitcoin (la dificultad de minar un bloque) ayuda a controlar la emisión de suministro de Bitcoin y los tiempos de confirmación de bloque según los cambios de su tamaño. La dificultad aumenta cuando el tiempo de bloque es inferior a 10 minutos y disminuye en caso contrario (bucle de retroalimentación negativo). De este modo, la red intenta mantener la homeostasis [6, 9].

Crecimiento y desarrollo

Lado “biológico”

El crecimiento (cambio cuantitativo) es el aumento del número de células del organismo o de su tamaño. El desarrollo (cambio cualitativo) es el proceso mediante el cual un organismo cambia y madura (como la diferenciación tisular).

El lado “tecnológico”

Los cambios en la cantidad de bloques de la cadena de bloques (elongación) y de nodos (en caso de aumento) son ejemplos de crecimiento. Los cambios cualitativos del código y de los nodos de la cadena de bloques (actualizaciones y mejoras de hardware y software) son ejemplos de desarrollo.

Replicación

Lado “biológico”

El ADN hace una copia de sí mismo con la ayuda de algunas enzimas (replicación del ADN), cuando se crean nuevas células.

El lado “tecnológico”

De manera similar, una cadena de bloques se replica cuando un nuevo nodo de la cadena de bloques se une a la red. El nuevo nodo obtiene la copia de la cadena de bloques.

Reproducción y herencia

Lado “biológico”

La reproducción permite que los organismos vivos produzcan nuevos organismos que pueden heredar algunas características de sus padres.

El lado “tecnológico”

Los cambios en el protocolo de la cadena de bloques pueden dar lugar a una "bifurcación dura" (reproducción). Esta última es una nueva cadena que funciona de forma diferente a su "cadena madre" (cadena original). Sin embargo, tiene toda la información de la cadena madre antes de la bifurcación dura (herencia). Por ejemplo, la cadena de bloques Hive es una bifurcación dura de la cadena de bloques Steem.

Transferencia de información horizontal/lateral

Lado “biológico”

Algunos organismos vivos pueden transferir su información genética a otros organismos. Por ejemplo, los microorganismos pueden hacerlo a través de plásmidos.

El lado “tecnológico”

Las cadenas de bloques pueden intercambiar información con la ayuda de cadenas laterales.

Celularidad

Lado “biológico”

Las células vivas tienen algunos componentes específicos, a saber: ADN y ARN (almacenamiento de datos), ribosomas (unidades que ayudan a producir proteínas) (procesamiento de datos), sistemas de suministro de energía como ATP (trifosfato de adenosina) y membranas y paredes para protección.

El lado “tecnológico”

Los nodos de la cadena de bloques tienen componentes similares, como la CPU (procesamiento de datos), la memoria (almacenamiento de datos) y un sistema de suministro de energía. Todo esto está protegido por materiales aislantes y una carcasa física.

Evolución

Para sobrevivir en un entorno cambiante, los organismos tienen que adaptarse y evolucionar. De la misma manera, el protocolo y el código de la cadena de bloques pueden actualizarse y mejorarse. Lo mismo ocurre con los contratos inteligentes, las aplicaciones descentralizadas y las DAO. Esto permite que las cadenas de bloques y los sistemas basados en ellas se adapten y evolucionen de acuerdo con los desafíos del mundo moderno [6].

Computación inspirada en la naturaleza

Existen numerosos algoritmos que ayudan a resolver distintos problemas en ciencia, negocios e ingeniería. Algunos de ellos se inspiraron en sistemas y procesos naturales (biológicos, químicos y físicos). Un grupo de algoritmos inspirados en la naturaleza opera sobre la base de la inteligencia colectiva/de enjambre, donde un grupo de individuos actúa y toma decisiones como una entidad (hormigas, abejas, luciérnagas, pájaros, etc.). Su comportamiento colectivo está asegurado por la autoorganización y la comunicación entre los miembros [10, 11].

Tomemos como ejemplo uno de los algoritmos basados en enjambres, denominado algoritmo del león (LA). Los leones son animales sociales y viven en grupos llamados manadas. El grupo consta de 20 a 30 miembros, entre los que hay entre 1 y 4 leones machos (uno de ellos es el líder), leonas y cachorros. La manada siempre defiende su territorio de los leones nómadas [12].

En NatureLand se utilizaron algoritmos inspirados en la naturaleza para resolver diferentes problemas en ciencia e ingeniería e inspiraron muchas soluciones, incluidas aquellas utilizadas para el desarrollo de blockchain e IA.

AI

La IA desempeñó un papel importante en NatureLand. Ayudó a la comunidad de NatureLand en la toma de decisiones, el desarrollo de innovaciones, el monitoreo del entorno, la predicción de amenazas, la gestión de recursos, etc. Se inspiró en la inteligencia natural y se alimentó de sistemas de producción de energía y potencia computacional descentralizada [13].

Marco orgánico y filosofía de desarrollo

Se utilizó un marco orgánico para desarrollar todas las dApps (incluido BioUniverse) y la DAO llamada NatureHive en NatureLand. Se inspiró en una célula viva. La aplicación en sí estaba representada por la célula, y sus componentes (Router, Render y CSS) se inspiraron en diferentes orgánulos que se comunicaban a través de sustancias químicas (páginas, solicitudes, CSS). La cadena de bloques estaba representada por el ADN y el servidor correspondía a una membrana celular [16, 17].

En NatureLand solo había un lenguaje de programación llamado BioScript. Su diseño general y cada objeto, método o función estaban inspirados en la Naturaleza.

Fuerza

Sistema de potencia computacional

Este sistema era una red descentralizada de biocomputadoras construidas sobre la base de ADN/ARN y alimentadas por redes neuronales artificiales. Estas biocomputadoras estaban inspiradas en células vivas y parecían células vivas. Los microchips y dispositivos de memoria basados en ADN/ARN reemplazaron a los microchips y dispositivos de memoria de silicio tradicionales. Algunas de estas biocomputadoras utilizadas por los Guardianes estaban integradas con bionodos [14, 15].

Los bionodos de la cadena de bloques Biomimicry se conectaron con la ayuda de cables fotónicos basados en ADN/ARN y se comunicaron mediante luz. La infraestructura de Internet de NatureLand se construyó sobre la base de la cadena de bloques Biomimicry.

Sistema de producción de energía

Este sistema era una red descentralizada de dispositivos de energía libre construida por el Erizo. Proporcionaba energía para biocomputadoras, bionodos y el resto de dispositivos de NatureLand. También había diferentes soluciones de generación de energía inspiradas en la naturaleza que aprovechaban fuentes de energía renovables (como sistemas de fotosíntesis artificial, turbinas eólicas e hidráulicas, sistemas de generación de energía a través de pisadas, etc.). Se construyeron sistemas de almacenamiento de energía basados en hielo y sal.

Blockchain es la tecnología. Bitcoin es apenas la primera manifestación generalizada de su potencial.
(Marc Kenigsberg)

La naturaleza en la blockchain

En NatureLand, cada organismo vivo estático (principalmente plantas y hongos) estaba equipado con un hardware y un software especiales, de modo que cualquiera pudiera familiarizarse con sus propiedades (biomiméticas, bioquímicas, curativas, etc.). La información era proporcionada por la cadena de bloques Biomimicry y presentada en forma de hologramas:

En cuanto a los organismos dinámicos, sus biomodelos con los hologramas educativos correspondientes estaban disponibles en el Museo NatureLand.

El desarrollo de la innovación en NatureLand se organizó en el NatureLand Core, impulsado por la cadena de bloques de biomimética y la inteligencia artificial. Era un grupo de centros interconectados ubicados en el centro de NatureLand:

Centro de sabiduría de la naturaleza

Todos los datos sobre sistemas naturales y biomiméticos recopilados por la comunidad NatureLand se utilizaron en este centro para crear una API (interfaz de programación de aplicaciones) adecuada y un motor de búsqueda e interfaz NatureSearch para encontrar la información requerida. Esta información se utilizó en el "centro de desarrollo de innovación" para crear soluciones inspiradas en la naturaleza.

Centro de seguimiento y priorización

En este lugar se realizó un seguimiento y evaluación del estado de los sistemas naturales para identificar los problemas más inminentes a los que se enfrentan todos los habitantes de NatureLand. Esto último lo hicieron los Guardianes de NatureLand mediante votación.

Centros de desarrollo de la innovación

Se crearon soluciones inspiradas en la naturaleza que permitían resolver problemas mediante impresión 3D y se probaron en estos centros. Todos los recursos necesarios fueron proporcionados por los "centros de gestión de recursos". Las innovaciones recién construidas se convirtieron en recursos en sí mismas.

Centros de gestión de recursos

Allí se tomaban decisiones sobre las formas más eficientes de gestión de los recursos. En estos centros, cada habitante de NatureLand podía recibir todo lo necesario para sobrevivir, incluidas innovaciones inspiradas en la naturaleza.

NatureLand Core estaba gobernado por NatureHive (NatureLand DAO).

BioMonos

BioMons era un juego basado en blockchain para acelerar el ritmo de la investigación en biomimetismo. Se trataba de un juego de cartas coleccionables que consistía en desarrollar innovaciones inspiradas en la naturaleza. A los jugadores se les proponía un problema y tenían que encontrar una estrategia adecuada para resolverlo entre las cartas que tenían. Al mismo tiempo, los jugadores también se informaban sobre biomimetismo. La plataforma web BioMons también les permitía jugar a este juego en formato digital. Las cartas holográficas originales de BioMons eran propiedad de los Guardianes. El resto de la comunidad de NatureLand podía obtener copias de ellas en los "Centros de gestión de recursos".

Si los jugadores encontraban nuevas estrategias o se les ocurrían soluciones originales inspiradas en la naturaleza, podían enviar esta información a los Guardianes para validarla y agregarla a la cadena de bloques de Biomimetismo.

Los Guardianes con las mejores innovaciones fueron recompensados con tarjetas BioMons cada 10 días. Las tarjetas BioMons permitieron a los Guardianes participar en la votación de los problemas más inminentes, soluciones inspiradas en la naturaleza y tomar decisiones con respecto a la cadena de bloques Biomimicry y la visión de NatureLand.

Conclusión

Como puede verse, la naturaleza y la cadena de bloques podrían coexistir, vivir en armonía y beneficiarse mutuamente. La naturaleza no es solo un supermercado, sino también un museo. La sabiduría de la naturaleza es uno de los recursos más valiosos que tenemos. Solo tenemos que reconocerla, organizarla de manera eficiente y dejar que fluya hacia el diseño de nuestros sistemas.