Sistema termodinámico
La división entre sistema y entorno es una elección del analista, generalmente realizada para simplificar el análisis. Por ejemplo, el agua de un lago, el agua de la mitad de un lago o una molécula individual de agua en el lago pueden considerarse cada uno un sistema físico. Un termostato es aquel que tiene una interacción insignificante con su entorno. A menudo se elige un sistema en este sentido para que se corresponda con el significado más habitual de calor, como una máquina particular.
En el estudio de la temperatura, el “sistema” puede referirse a las propiedades microscópicas de un objeto (por ejemplo, la media de la varilla de un péndulo), mientras que el “entorno” relevante puede ser los grados de libertad internos, descritos clásicamente por la termovibración del péndulo
Trabajo en termodinámica
La persona informada geográficamente debe comprender que los sistemas físicos crean, mantienen y modifican las características que constituyen la superficie de la Tierra. El entorno físico proporciona el trasfondo esencial para toda la actividad humana en la Tierra.
Existen cuatro sistemas físicos: la atmósfera, la biosfera, la hidrosfera y la litosfera. Estos constituyen las unidades esenciales de los sistemas físicos del planeta. Reconocer las interacciones dentro de estos cuatro componentes y entre ellos permite comprender cómo la Tierra sirve de hogar a todos los seres vivos: plantas, animales y seres humanos.
Casi toda la energía de la Tierra procede del Sol. Las relaciones sincronizadas entre la Tierra y el Sol son esenciales para que el planeta sea habitable y pueda albergar la vida tal y como la conocemos. La posición de la Tierra con respecto al Sol afecta a los acontecimientos y las condiciones de cada parte del mundo. La cantidad de energía solar que recibe un lugar depende de los ángulos cíclicamente cambiantes de los rayos del Sol. Las estaciones son el resultado de la inclinación de la Tierra y de su revolución alrededor del Sol, lo que provoca patrones de calentamiento variables, y por lo tanto influye significativamente en el clima y el tiempo, así como en la actividad humana.
Propiedades físicas
En física, un sistema físico[1] es cualquier objeto o parte de un objeto que puede analizarse con las leyes de la física. Un átomo o el agua de un lago pueden considerarse sistemas físicos. Todo lo que está fuera del sistema se denomina entorno, que en el análisis se ignora excepto por sus efectos en el sistema.
Toda la materia y la energía del universo podrían tratarse como un gran sistema físico, pero a menudo es mucho más fácil observar el universo por partículas y tratarlas como sus propios sistemas cuánticos. Hay muchos sistemas físicos diferentes que a los físicos les gusta estudiar. Algunos ejemplos son:
Tipos de energía
Los sistemas ciberfísicos autónomos son sistemas capaces de tomar decisiones y funcionar de forma independiente. Sin embargo, en este momento, el desarrollo de los sistemas ciberfísicos se centra sobre todo en los sistemas semiautónomos.
El término sistema ciberfísico fue acuñado en 2006 por la entonces directora de programa de la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos, la Dra. Helen Gill1. Sin embargo, estos sistemas tienen una historia mucho más larga que se remonta a los inicios de la cibernética, definida por el matemático Norbert Wiener como la ciencia del control y la comunicación en las máquinas y los seres humanos2.
“Estas teorías y disciplinas apoyan la integración óptima de los componentes digitales y físicos, lo que maximiza las sinergias entre ambos y permite lograr importantes beneficios tanto en términos de coste como de rendimiento y sostenibilidad del ciclo de vida global”.
Roberto afirma que se han introducido muchas definiciones en la literatura científica y técnica reciente. En general, una definición comúnmente aceptada de los sistemas ciberfísicos se refiere a los sistemas en los que los componentes de software y hardware se integran perfectamente para realizar tareas bien definidas. Cada vez más, estas tareas están altamente automatizadas y distribuidas entre múltiples agentes, mientras que las recientes tendencias de investigación apoyan la introducción de funcionalidades de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático. Esto nos ayuda a avanzar hacia la construcción de una autonomía de confianza en lo que llamamos sistemas ciberfísicos “inteligentes” o iCPS.