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2. 📖 Sistemas de Simulación y Técnicas de Predicción 🧠📊

Simulación de fenómenos naturales y sociales

Modelos Animales
Imagen de Freepik. Modelos de Animales

🌍 ¿Qué es una simulación?

Una simulación es una representación dinámica de un sistema real que nos permite observar su comportamiento sin necesidad de interactuar con la realidad. Es una herramienta clave en muchos campos: ciencia, salud, meteorología, economía, urbanismo, educación… y también en programación y diseño de videojuegos. Gracias a las simulaciones podemos experimentar sin riesgo, visualizar situaciones complejas y tomar decisiones informadas.


🤖 ¿Qué simulamos?

Podemos simular casi cualquier cosa que se base en un modelo matemático o lógico. Por ejemplo:

  • Fenómenos naturales: el clima, el crecimiento de una planta, el ciclo del agua o un ecosistema.
  • Fenómenos sociales: el tráfico en una ciudad, el comportamiento de una población, el confort de un aula, o la evolución de una pandemia.

Lo importante es tener datos, identificar relaciones entre variables, y construir un modelo que lo represente.

🔬 ¿Cómo lo hacemos?

  1. Obtenemos datos (como hicimos con Micro:bit o los simulados en la práctica anterior).
  2. Construimos un modelo: por ejemplo, que la temperatura depende de la luz y del ruido.
  3. Programamos una simulación: usamos herramientas visuales (como Scratch) para crear una representación interactiva de ese modelo.

🧠 ¿Qué ventajas tiene?

  • Comprensión visual: puedes ver cómo cambia un sistema cuando varía una variable.
  • Predicción: puedes anticiparte a lo que podría pasar si modificas las condiciones.
  • Aprendizaje activo: construyes tu propio conocimiento a través de la experiencia.

Técnicas de predicción de datos como sistemas de apoyo a la decisión

Vivimos rodeados de datos. Cada acción que realizamos —buscar en Internet, comprar online, usar una app o entrar en clase— genera información que puede ser recogida y analizada. Pero los datos por sí solos no bastan. Lo realmente poderoso es lo que podemos anticipar con ellos.

Aquí entra en juego la predicción, que permite responder a preguntas como:

  • ¿Qué temperatura hará mañana?
  • ¿Cuánta gente asistirá a clase un viernes?
  • ¿Se sentirá la clase cómoda si se superan ciertos niveles de luz y ruido?

🔍 ¿Qué es una técnica de predicción?

Son métodos matemáticos y computacionales que permiten:

  1. Analizar patrones pasados.
  2. Identificar relaciones entre variables.
  3. Anticipar lo que ocurrirá si las condiciones cambian.

Se usan en salud, economía, meteorología, logística, redes sociales, e incluso en videojuegos o simuladores educativos.


🧰 Algunas técnicas que podemos usar:

1. Regresión lineal

Es la más sencilla. Encuentra una relación entre dos o más variables y permite predecir una en función de las otras.

Ejemplo: Si conozco la luz y el ruido, puedo predecir la temperatura del aula.

Regresión Lineal

2. Series temporales

Se usan para analizar cómo cambian los datos a lo largo del tiempo (hora a hora, día a día).

Ejemplo: ¿cómo evoluciona el confort del aula a lo largo de una jornada escolar?

3. Árboles de decisión

Permiten tomar decisiones automáticas en función de condiciones.

Ejemplo: Si temperatura > 25 y ruido > 70, se activa el ventilador.

4. Redes neuronales (versión básica)

Simulan cómo funciona el cerebro humano para detectar patrones complejos, aunque esto ya requiere más recursos computacionales.


🧩 ¿Cómo ayudan a decidir?

Estas técnicas se convierten en sistemas de apoyo a la decisión cuando:

  • Ayudan a prever una situación futura.
  • Sugieren acciones recomendadas.
  • Evalúan escenarios antes de que ocurran.

En nuestro proyecto: si los datos indican que la clase se volverá incómoda a partir de cierto nivel de luz y ruido, el sistema puede avisar o proponer medidas.

Guía: Simulación del confort en el aula con Scratch

Vamos a crear una simulación en Scratch que permita al usuario modificar el nivel de luz (y opcionalmente ruido), y mostrar visualmente cómo varía el confort en el aula, según el modelo:

🧩 PASO 1: Configura el proyecto

  1. Accede a scratch.mit.edu y crea un nuevo proyecto.
  2. Renombra el proyecto:
    "Simulación Confort Aula"

⚙️ PASO 2: Crea las variables necesarias

Ve al apartado Variables > Crear variable y crea:

  • Luz → Tipo: para todos los objetos
  • Temperatura → para todos los objetos
  • (Opcional) Ruido

Variables

✅ Activa mostrar en pantalla como slider:

  • Haz clic derecho sobre las variables Luz y Temperatura y selecciona "modo deslizador".
  • Configura los rangos (por ejemplo de 0 a 180).
Slider Rango Resultado

🎨 PASO 3: Añade elementos visuales

  • Fondo de aula (puedes elegir uno de Google).

Aula

  • Añade un personaje que representará a los alumnos (a través de clones).

Personajes

  • Añade disfraces a Scratch para que represente cuando tiene calor o está cómodo.
    Calor Cómodo
  • Objeto de iluminación (puede ser un sprite como el sol que se vaya mostrando con un tamaño variable en función de la temperatura).

Temperatura


💡 PASO 4: Calcula la temperatura en tiempo real

A partir de la fórmula que obtuvimos del modelo, en un objeto, por ejemplo en el que representa la luz, cálcula la temperatura en función de la luz.

Cálculo según modelo

🌡️ PASO 5: Representar el confort según la temperatura

Puedes usar el cambio de disfraz de Scratch para representar el confort dependiendo de la temperatura

Confort Calor Mucho Calor

🌞 PASO 6: Representar visualmente la luz

En el sprite del sol, podemos variar su tamaño en función de la luz:

Luz


👥 PASO 7: (Opcional) Añadir ruido visual

Si decides mantener el control Ruido como variable secundaria, puedes usarlo para:

  • Crear más clones de personas según el valor.
  • Añadir un sonido ambiente.

✅ PASO 8: Evalúa la simulación

Comprueba si:

  • Al aumentar la luz, la temperatura sube.
  • Si la temperatura sube demasiado, se representa malestar visualmente.
  • El slider de luz permite experimentar fácilmente con distintos escenarios.

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