Sistemas complejos: Retroalimentación
Cómo la retroalimentación positiva y negativa influye en el comportamiento de los sistemas complejos.
Darle «feedback» (retroalimentación) a alguien, debería ser un concepto muy familiar, lo hacemos constantemente. Alguien nos pregunta si una ropa le sienta bien o mal, le decimos si lo que han hecho está bien o mal, si se han pasado o quedado cortos, etc. O, en redes sociales, le damos a «me gusta», «no me gusta» o, incluso, ponemos un comentario.
En todos esos casos le damos información a la persona sobre lo que quiera que haya hecho (vestirse de una manera, responder una pregunta de un examen, escribir una publicación en una red social, realizar un ejercicio, etc.). Es información que la persona puede usar para corregir y mejorar, o para confirmar que «va por el buen camino».
Este proceso se llama retroalimentación, porque es información sobre la persona, que le das de vuelta, para que pueda mejorar o ajustar lo que quiera que esté haciendo.
Igual no pensamos en esa intención cuando ponemos el comentario, pero es lo que ocurre.
Podríamos definir entonces la retroalimentación como información de salida de un sistema, que es usada por el mismo sistema para hacer algún tipo de ajuste.
Un ejemplo clásico sería un termostato. Un termostato va a detectar la temperatura de una habitación y usar esa información para subirla (con la calefacción) o bajarla (con el aire acondicionado), para tratar de mantenerla a una temperatura constante.
Es un sistema que se regula gracias a estos mecanismos de retroalimentación.
Tipos de retroalimentación
En general, solemos encontrarnos dos tipos de retroalimentación:
Positiva
Negativa
No tiene nada que ver con que sea bueno o malo, ni con valores positivos o negativos. Lo digo porque es algo que suele llevar a confusión muy a menudo y es mejor quitarnos esa idea de la cabeza desde el principio.
Que esta retroalimentación sea positiva o negativa va a tener que ver con el ajuste que haga el sistema con dicha información.
Positiva
Si se usa esa información para reforzar, o aumentar, lo que quiera que haya hecho el sistema, será positiva:
«Vamos por buen camino.»
El efecto que suele tener en el sistema es el de acelerarlo o el de amplificar la señal.
Negativa
Por el contrario, si esa información lleva a corregir, o reducir, lo que se está haciendo, será negativa:
«Nos hemos pasado y hay que retroceder un poco.»
El efecto que suele tener en el sistema es el de estabilizarlo o el de reducir la señal.
Una puntualización es que, aunque normalmente hablemos de información, esta salida que se usa como entrada del sistema, puede ser cualquier cosa que produzca.
Por ejemplo, imagina que te dedicas a hacer y vender zapatos. Si inviertes el dinero que ganas de vender los zapatos en comprar más material y mejores herramientas, harías más zapatos. Lo que te permitiría vender más y ganar más dinero.
En este caso, en vez de información, el dinero que ganas es la salida del sistema, que le vuelves a dar al mismo como entrada.
Ejemplos de cada tipo
Antes de empezar con los ejemplos, me gustaría advertir que son ejemplos simplificados (en algunos casos irreales). Luego veremos como, en sistemas complejos, no sería tan evidente el resultado de muchos de esos ejemplos.
Retroalimentación positiva
Bola de nieve: Imagina una pequeña bola de nieve rodando cuesta abajo. A medida que la bola de nieve rueda, recoge más nieve y aumenta de tamaño. Cuanto más grande se vuelve la bola de nieve, más nieve recoge y más rápido rueda, lo que a su vez le permite recoger aún más nieve.
Autoconfianza I: Mientras más confíes en tus capacidades, más cosas nuevas intentarás, lo que reforzará tu autoconfianza.
Autoconfianza II: Si confías poco en tus capacidades, evitarás hacer cosas nuevas, lo que hará que te veas menos capaz de probar cosas nuevas.
Interés compuesto: Los intereses generados por una inversión se suman al capital inicial, aumentando así el monto sobre el que se calculan los intereses futuros. Esta reinversión de los intereses genera un aumento exponencial de la inversión.
Retroalimentación negativa
Regulación de la temperatura de una casa I: Como vimos antes, usando un termostato, si la temperatura es muy alta, se pone el aire acondicionado y se baja.
Regulación de la temperatura de una casa II: Si está muy baja, el termostato pone la calefacción y sube de nuevo la temperatura.
Glucosa en sangre I: Cuando los niveles de glucosa en sangre aumentan (por ejemplo, después de comer), las células beta del páncreas liberan insulina. La insulina permite que las células del cuerpo absorban la glucosa y la utilicen como fuente de energía, reduciendo así los niveles de glucosa en sangre.
Glucosa en sangre II: Por otro lado, cuando los niveles de glucosa en sangre disminuyen, las células alfa del páncreas liberan glucagón. El glucagón estimula la liberación de glucosa almacenada en el hígado (en forma de glucógeno) para elevar nuevamente los niveles de glucosa en sangre.
Componentes de la retroalimentación
En un bucle o proceso de retroalimentación, hay cuatro componentes básicos:
La entrada: La información, energía o recurso que se introduce en el sistema.
La salida: El resultado o producto del sistema, que es una consecuencia de la entrada y el mecanismo de ajuste.
El mecanismo que conecta la salida con la entrada: Lo que quiera que sea que redirija la salida del sistema de nuevo hacia la entrada.
El mecanismo de ajuste o transformación: La parte del sistema que modifica la entrada, ya sea amplificándola (retroalimentación positiva) o reduciéndola (retroalimentación negativa), antes de que se convierta en la salida.
Estos cuatro componentes forman la base de un proceso de retroalimentación y permiten que un sistema se ajuste, se adapte y, en última instancia, se autorregule de acuerdo con las condiciones cambiantes y las necesidades específicas.
Comento esto, porque es muy fácil confundir un bucle de retroalimentación con el mecanismo de ajuste.
Por ejemplo, un amplificador (que amplifica el sonido), podría verse como un bucle de retroalimentación positivo (a más volumen de entrada, más volumen de salida), pero no hay nada que diga que se use la salida como entrada.
Lo mismo con un acelerador de un coche. Cuanto más apretemos el acelerador, mayor la velocidad. Es decir, se amplifica la señal. Pero esa velocidad de salida no se está usando en ningún momento como entrada del sistema (pedal del acelerador).
Para que algo sea un bucle o proceso de retroalimentación, debe haber algún mecanismo que redirija la salida del sistema, para que se use como entrada en la siguiente iteración.
Ese mecanismo que conecte la salida con la entrada podría ser la persona que pisa el acelerador (mecanismo de ajuste) en función de los valores del velocímetro (salida).
Retroalimentación en sistemas complejos
En los sistemas simples, solemos hablar de «bucles de retroalimentación», porque es un mecanismo directo y sencillo en el que la salida va directamente a la entrada del sistema, como en un circuito cerrado.
Pero en sistemas complejos, solemos hablar de «procesos de retroalimentación», porque pueden interactuar varios antes de volver a la entrada.
Veámoslo con un ejemplo relativamente sencillo aplicado a cada tipo de sistemas:
La termorregulación
Pensemos en una habitación con un termostato que se encarga de mantener la temperatura constante. Imaginemos que está configurado para que se mantenga la temperatura a 25 °C.
Si detecta que la temperatura baja a 26 °C, se activará el aire acondicionado, hasta que baje de nuevo a 25 °C.
Si, por el contrario, la temperatura baja a 24 °C, se pone la calefacción, hasta que vuelva a los 25 °C.
Eso sería un sistema simple y podríamos hablar de dos bucles de retroalimentación. Uno para regular el frío y otro para regular el calor.
Ahora pensemos en una casa con muchas habitaciones. Las habitaciones están interconectadas, con lo que el aire recorre la casa sin problemas.
La casa tiene habitaciones con cristaleras, que cuando da el sol, se calientan más que otras que no tienen ventanas y son de muros de piedra. Así que podemos intuir que la temperatura de cada habitación será ligeramente diferente a las demás a lo largo del día.
Cada habitación tiene un termostato configurado para mantener una temperatura de 25 °C, igual que antes.
La diferencia ahora será que los distintos termostatos harán ajustes diferentes en cada habitación y como las habitaciones se comunican, el ajuste de una habitación afectará a las vecinas.
El resultado final será de una temperatura global de la casa de unos 25 °C bastante estable, pero las temperaturas en cada habitación irán variando más.
Añadiendo componentes interconectados y condiciones variables, obtenemos más complejidad.
La colmena
Pues bien, ese ejemplo teórico se parece mucho a un ejemplo real (y mucho más complejo):
Una colmena de abejas.
En una colmena de abejas, cada abeja tiene su propio «termostato» interno. Necesitan mantener una temperatura óptima y la manera en la que la ajustan es separándose un poco de las otras y aleteando más rápido para bajar la temperatura y acercándose a sus vecinas y aleteando más despacio, para subir la temperatura.
Pero claro, la temperatura no será la misma en el centro de la colmena que en el exterior y a medida que la abeja vecina se acerque o aleje, aletee más rápido o más despacio, su temperatura irá variando.
El resultado es que la colmena en sí tendrá una temperatura relativamente estable, con pequeñas fluctuaciones, pero una gran variedad de ellas.
Sin embargo, la variabilidad es aún mayor, porque sabemos que no todas las abejas tienen la misma temperatura óptima. Cada abeja buscará su temperatura óptima y se ajustará a las condiciones actuales.
Esto generará una salida del sistema (la temperatura global) que no dependerá de ninguna abeja en concreto y es definida por nadie, sino que surge de las interacciones entre los distintos mecanismos de cada abeja de mantener su propia temperatura óptima.
En resumen
La retroalimentación es un proceso clave en la regulación y adaptación de sistemas, tanto simples como complejos. Estos sistemas pueden utilizar retroalimentación positiva para reforzar y acelerar sus acciones, o retroalimentación negativa para corregir y estabilizar su comportamiento.
En sistemas simples, como un termostato, los bucles de retroalimentación son directos y sencillos. Sin embargo, en sistemas complejos, como una colmena de abejas, los procesos de retroalimentación involucran múltiples componentes interconectados y condiciones variables. Esto puede dar lugar a un comportamiento emergente y a una mayor adaptabilidad a las condiciones cambiantes.
En el próximo artículo veremos el concepto atractor, que suele estar relacionado con estos mecanismos de retroalimentación y que ayudan a explicar los comportamientos no lineales, así como las capacidades dinámicas y de adaptación de este tipo de sistemas.
