Srpen 2018

Rasistické úvahy nad polygenní dědičností

14. srpna 2018 v 5:49 | Petr |  Příroda
Před 3.5 miliardami let, když se na ZeměKouli poprvé objevil život - rozmnožování bylo probém. Praorganismy neměly spolehlivé mechanismy jak celý svůj "metabolický stroj" vyrobit v kopii pro potomstvo a tak rozmnožování znamenalo, že převážná většina potomstva "pra-prabaktérie" byly její nefungující - mrtvně narozené děti - zmetky. Pak se rozmnožování bakterií nějak ustálilo a nastal opačný problém - fungovalo až příliš dobře, takže generace a generace potomstva "prabaktérie" byly jejími identickými kopiemi a drobné změny vznikaly horko těžko - náhodnými mutacemi, které ve většině případů byly smrtící a jen ojediněle ku prospěchu.

Nevíme jak, ale už v jednobuněčném bakteriálním životě se objevila kopulace s výměnou genů - plazmidů a odtud už není daleko k sexuálnímu rozmnožování, které má jediný účel - dramaticky zvýšit variabilitu ŽIVOTASCHOPNÉHO potomstva a tím urychlit přizpůsobování se tohoto potomstva měnícímu se okolí. I nezadaní geekové obrysově tuší jak sexuální rozmnožování funguje. Žijící matka ( tedy s fungující kombinací genů ) "obcuje" s žijícím ( tedy s fungující kombinací genů ) otcem a potomstvo má náhodnou kombinaci genů od obou rodičů. Jelikož obě sady genů pocházely z živého organismu lze očekávat že i jejich kombinace povede ke konstrukci fungujícího organismu, který však bude ODLIŠNÝ OD OBOU RODIČŮ. Tedy ne čekání na to až jedna ze 100 000 nepodařených kopií pra-prabaktérie náhodou nezdechne, ale cílená produkce živého a variabilního potomstva.

Jednoduché vlastnosti organismu jsou kódovány jediným genem, tudíž se dědí tzv. "monogení dědičností". Obvykle se jako příklad uvádí Mendelovy pokusy s barvou květů hrachu, ale já mám hezčí ( a složitější ) příklad pro matematiky mezi vámi a to je dědičnost krevních skupin. Tedy ( hrubě zjednodušeně ) Existují 3 geny A který vede k produkci receptorů typu A na červených krvinkách, pak Gen B, který vede k produkci receptoru typu B a třetí gen 0 který nevede k produkci žádného typu receptoru. Ergo 3 kombinace od 2 rodičů existuje celkem 9 variant genetické informace, která vede k celkem 4 variantám výsledné krevní skupiny.
Gen OtceGen MatkyGenotyp potomkaVýsledná krevní skupina ( Fenotyp )
00000
A0A0A
B0B0B
0A0AA
AAAAA
BABAAB
0B0BB
ABABAB
BBBBB

Jasné ? Přidal bych komickou historku. V jednom z prvních laboratorních cvičení na medicíně medici pomocí protilátek proti receptorům A a B určují vlastní krevní skupinu a v každém takovém cvičení se stane, že někdo zjistí, že není potomkem svého otce. Celá kombinatorika kolem krevních skupin je krásné cvičení pro středoškoláky, protože jedné krevní skupině může odpovídat více genových kombinací a tudíž více genotypů potomků. Tudíž někdy lze zjistit jestli jste synem svého otce a něky ne. Třeba pokud jste AB a otec je 0 ( nebo naopak ) je to průser. Nebo příklad, kdy to zjistit nejde : Otec je A matka B, protože nevíme jestli A znamená A0 nebo AA a taktéž nevíme jestli B je B0 nebo BB je nejpravděpodobnější krevní skupina dětí AB, ale není vyloučena ani A ( genotyp A0 ) nebo B ( genotyp B0) ba dokonce ani 0 ( v tom případě jsou rodiče A0+B0 ). Za domácí úkol poptat se příbuzenstva na krevní skupiny, rozkreslit na papíře kdo je jaký genotyp a ( třeba ) zjistit, jestli nejste levobočci a jestli to vůbec lze z vaší kombinace prokázat.

Pro matematiky jenom shrnuji - ultra jednoduché vlastnosti ogranismu jako krevní skupiny se dědí jediným genem, který může mít více variant a má-li N variant existuje N2 kombinací, které se navenek projeví méně než N2 vlastnostmi organismu. My máme 3 varianty genu ergo 9 kombinací a 4 výsledné krevní skupiny.
Pak tady máme složité vlastnosti organismu jako je třeba tělesná výška, kterou v nepatrné míře obvlivňují stovky a stovky genů od citlivosti receptorů na růstový hormon, po rychlost produkce růstového hormonu, po vlastnosti metabolismu ( jestli tělo vůbec uživí hormony nastavený nastavený růst ) až po nastavení příchodu puberty, kdy se uzavřou růstové štěrbiny v kostech a je s růstem konec. Představme si že tuhle vlastnost ovliňuje třeba 100 genů, které mají minimálně 2 ale ve skutečnosti ještě více variant. Vzhledem k množství genů a jejich variant se tomuto říká "Polygenní dědičnosti" a je to takové to co známe z praxe - otec je vysoký, matka je malá, děti budou "někde uprostřed".

Když mechanismus "děti jsou někde uprostřed" modelujeme matematicky je třeba si představit jako že každý z ( hypotetických ) 100 genů ovlivňujících výšku může na výšku mít 2 účinky výšku nepatrně zvyšuje, jako +1mm výšky nebo npatrně snižuje, jako -1mm výšky. Pak nastane sex a 10 000 kombinací genů od otce a matky, které budou mít "binomické" neboli "Gaussovské" rozdělení a vrchol gaussovy křivky pravděpodobnosti výšky dítěte leží v místě průměru výšky otce a matky, protože nejpravděpodobnější varianta je, že dítě dostane od každého rodiče polovinu genů "do plusu" a polovinu "do mínusu". Jinými slovy můžeme celou složitou polygenní dědičnost shrnout do jednouchého praktického ( a desítky let známeho ) vzorečku

Pravděpodobná výška dítětě = ( výška otce + výška matky ) / 2 + 6 cm u chlapců a - 6 cm u dívek

Korekční koeficient 6 cm je "korekce na mužské pohlaví" - tedy de-facto na vliv mužských pohlavních hormonů a mužského typu metabolismu na růst. Čím více se dítě liší od této spočtené výšky tím extrémněji nepravděpodobnou kombinaci genů zdědilo, ale pokud mají rodiče více dětí, nebo pokud takto počítáme průměrné vlastnosti celých populací je tento vzoreček prakticky 100% spolehlivý. Obecně lze říci, že pro polygenní dědičnost platí
Vlasnost dítěte = průměr vlastnosti rodičů +- pohlavní rozdíly
Takto se dětí prakticky všechny polygenní vlastnosti, třeba váha, svalová hmota, nebo INTELIGENCE, protože ta vychází z konstrukce našeho možku, na které se jistou částí podílí všechny naše geny. Polygenní dědičností inteligence se však dostáváme na tenký led.

Představte si že do státu plného lidí vysokých průměrně 170 cm se začnou hromadně stěnovat lidi průměrně vysocí 190 cm. Co se stane s průměrnou výškou v dané oblasti. Nebo jiný příklad - můj rodný Frýdek Místek měl v roce 1945 - 15 000 obyvatel, pak se v okolí otevřely uhelné doly a v roce 1985 měl 65 000 obyvatel. Kdo bylo těch 50 000 lidí navíc ? A jaké měli IQ ? Myslíte si, že to není na populaci poznat. Naopak díky "dědičnoti průměrem" bude "migrace za hornictvím" na obyvatelstvu našeho kraje znatelná ještě nekolik staletí.

Co se tedy stane s městem, ( státem, kontinentem ) trpaslíků kam se začnou stěhovat obři :
Varianta A - mezi novou a starou populací vznikne bariéra - jazyková, etnická, náboženská atd. a udrží se dvojí populace, což povede automaticky ke vzniku "kastovního systému" ve kterém vysocí i malí zaujmou takové postavení ve společnosti jak to vyhovuje jejich zděděným vlastnostem.
Varianta B - nakonec vznikne populace s "průměrnými vlastnostmi". Pak je otázka jestli "průměrná vlastnost" například "průměrné IQ" ( v Evropě po Africké migraci ) bude dostatečné k udržení dosavadních funkcí společnosti.

Tedy shrnutí:
  1. Když se nad tím zamyslíte - sexuální chování má zajistit variabilitu genů zatímco polygenní dědičnost vede ke vzniku "průměrné populace" - je to pozoruhodný případ kdy dva biologické mechanismy na sobě závisí ač každý vede jiným směrem.
  2. Politici i neziskovky řeší otázku "integrace" cizinců do naší společnosti - Pchá - holá nemožnost, když vliv polygenní dědičnosti po migračních přesunech je viditelný a nezničitelný desítky až stovky let. Jak se můžeme bavit o rychlých změnách vlastností migranů ze kterých vyplývají změny věcí tak efemérních jako je "kultůůra".
  3. Migrace do "chytré" Evropy z "hloupé" ( viz obrázek ) subsaharské Afriky je tragédie.
  4. Vzájemné křížení a "zprůměrování inteligence" povede k zániku "specializace podle IQ" neboli "kastovní společnosti", což povede ke společenské katastrofě, zejména v budoucím ( doufám jen obchodním ) souboji s Asiaty, kteří už dnes jsou o 5-10 bodů inteligentnější než Evropani.
Mapa též naznačuje časový obrys polygenní dědičnosti - povšimněte si IQ v rovníkové Africe = 70. IQ černošské populace v USA = 86. Od konce dovozu černých otroků do USA v roce 1865 uplynulo 153 let za tu dobu vzrostlo IQ populace vystavené tlaku na vyšší mentální výkon o 16 bodů to je 0,1 bodu za rok ERGO předpokládané dosažení amerického průměru lze ( když dobře ) očekávat za 120 let v roce 2140.

Obvyklé vysvětlení těchto rozdílů zaznívající z tábora "pravdy a lásky" jsou "špatné životní podmínky", nebo něco jako "nedostatek bílkovin v potravě". U polygenně děděných vlastností to může být pravda, avšak pokud je to pravda - Bůh s námi ! V takovém případě totiž první generace kompletně vyrostlá - od početí po dospělost - ve zlepšených životních podmínkách dosáhne maxima IQ ( tělesné výšky, atd. ) kterou toto zlepšení umožňuje a pak se zarazí na dalších, limitujících - neznámých, nebo těžko ovlivnitelných - faktorech. Pokud tedy za nízké IQ v Africe může "nedostatek bílkovin" ( a spol. ) je vyrovnání se inteligence amerických černochů s průměrem v USA v nedohlednu. Tím opatrněji je třeba postupovat v otázce koho si v Evropě ubytujeme a koho ne.

Možná ze špatné historické zkušenosti společností kde došlo k migraci a masivnímu "křížení etnik" a ze snahy aby zůstal alespoň někdo s původními "nezprůměrovanými" vlastnostmi jsou skutečným podkladem rasismu. Pokud je tomu tak, pak je rasismus biologicky účelné chování jak zajistit, aby ve společnosti byli i vysocí, i malí i chytří i hloupí ( a mnozí další ) a bylo z koho vybírat pro všechny různé společenské role. Pozoruhodné je, že "druhá strana" - tedy všichni krom Evropanů to podvědomě cítí a rasismus striktně dodržují - vytvářením kmenů, uzavřených komunit a paralelních společností, zákazem sňatků mimo své etnikum atd., přestože třeba v případě "Afrického IQ" to pro migranty v Evropě ani není výhodné, ale je to asi výhodné pro méně viditelné vlastnosti děděné stejným mechanismem.

Micro:Bit - počítač pro děti a elektro-důchodce.

7. srpna 2018 v 5:10 | Petr |  Elektro
Ani nevím odkud začít - třeba jak jsme si na Robotickém dnu v roce 2015 dělali legraci, že britské ministerstvo školství rozdává mladým, muslimům časovače k bombám, nebo jak se mě jistý kolega na letošním robotickém dni ptal : "děláš ještě roboty nebu už jen psy a děti ?" Výsledek byl ten, že jsem paní Kubáčové v zácpě na D1 cestou do Frydku suše oznámil: "Koupím si nové procesory a nebudeme o tom diskutovat !!"

Než se tedy dostaneme k Micro:Bitu neboli těm "novým procesorům" - zde lehká zmínka o "Arduínu" neboli "starému procesoru" jehož móda mě zcela minula. Někdy v roce 2000 jsem hledal který mikrokontrolér budu používat do svých tehdy ještě nepostavených robotů. Na výběr tehdy byly Microchip PIC a Atmel AVR. Vybral jsem si AVR, protože svojí konstrukcí silně přimomíná "na 8 bitů ořezané velké RISCocé procesory" a má kráásný školsky jednoduchý assembler. Takže jsem do všech robotů strkal AVR a mezitím nějací Taliání vymysleli Arduíno a strčili do něj AVR taky. Takže jsem se pak dostával do zvláštních situací, kdy se mě různí joudové ptali : "A je váš robot kompatibilní s Arduínem ?" Na to jsem odpovídal "Uvnitř není Arduíno, ale je tam stejný procesor" a na to oni ode mně utíkali jako od prašivého : "Ani Arduíno neumí používat !!".

Jenom taková poznámka Michrochip koupil Atmel takže dneska PIC i AVR jsou "stejná firma". Kromě příšerných PIC 16 dnes těžíště "picek" je v daleko programovatelnějších PIC 18 a dokonce si můžete koupit PIC32 což je jediný 32 bitový MIPS procesor, který sežene v trafopájkou pájitelném DIL pouzdře. Navíc mám neblahou tuchu, že Microchip se bude snažit AVR postupně zbavit, takže dnes by volba PIC, nebo AVR nebyla zdaleka tak jednoduchá, ale o tom dnešní pohádka není.

Tam kde žáčci v komunistickém česku zápasili s doutnajícím klunkrem IQ151 tam mají Angličani mají dlouhou tradici kvalitních "školních počítačů" BBC Micro s procesorem 6502, potom Acorn Archimedes - "otec architektury ARM", Raspberry Pi, které nebylo pod patronací dvojice firem ARM + BBC a možná právě proto teď je na řadě Microbit, též psáno jako Micro:Bit. Co tedy dostanete za necelou pětistovku : 16 MHz 32 bitový ARM procesor na destičce s legračním displejem 5x5 "pixelů" z červených LEDek + 2 tlačítka + Akcelerometr + Magnetometr alias "elektronický kompas" + Bluetooth verze 4 + jednoduchý teploměr a indikátor intenzity světla - vše jako preriferie toho 16 MHz ARMu to vše na destičce velikosti poloviny papírové vizitky s konektorem na který se dají "přicvaknout" krokodýlky a dokonce se do něj dají zastrčit banánky.

Je nutné poznamenat, že BBC + ARM + Univerzita v Lancasteru udělaly maximum, aby Micro:Bit byl maximálně přístupný žáčkům školáčkům.
Způsob programování : ZDE si klinkěte na "vývojové prostředí" a začněte psát program. Až budte mít napsáno "v obrázkovém programovacím jazyku" prostě připojíte svůj microbit k USB portu, ten se přihlásí jako USB Flash disk, na který nahrajete *.HEX soubor, který si stáhnete s "vývojového prostředí" a vše je naprogramováno. Vskutku Micro:Bit má online "cloudové" vývojové prostředí a "javascriptový" kompilátor kódu. Ba dokonce zdrojový text programu je uložen v samotém *.HEX souboru, který je tedy jediným souborovým formátem, se kterým žáčci pracují, takže rádi odpustíme, že "blikání LEDkou" má 560 kiloByte a že délka tohoto HEX souboru se s délkou programu prakticky nemění.

Pokud by se vám nelíbil obrázkový programovací jazyk ( je skvělý ) můžete programovat ještě v JavaScriptu a Pythonu. "Velcí ajťáci" asi více milují Python, ale ten je interpretovaný, pomalý a tak-tak se do Microbitu vejde, protože zdrojový text k interpretaci se ukládá do RAM, které nemá Micro:Bit nazbyt. My vidlácí máme mnohem raději Java Scritpt, který je kompilovaný, a spolu s runtime knihovnami ( proto má HEX pořád 560 kB ) se ukládá do FLASH paměti, kde je místa více.
Když jsem dopsal sem ujasnilo se mi proč můj vztah k Arduinu je o tolik méně vřelý než k Micro:bitu. Arduino je totiž prakticky holé AVR s USB portem s Bootloaderem a s "takovými těmi ajťáckými perireriemi", kterým veřejnost nerozumí jako je I2C, SPI, UART atd. Tedy Arduino je uděláno přesně k tomu účelu, který má plnit - to jest svádí k nákupu "čtyřdírkových modulů" z Číny. Teprve jejich připojením k Arduínu - chumlem drátů - něco vznikne. Micro:bit je pravý opak - pan učitel vám dá destičku s procesorem, na které je tolik perfierií, že si vyhrajete celý školní rok a můžete vytvářet programy ve stylu "blikající srdíčko" a vzhledem k onlinovém vývjovému prostředí a způsobu programování "jako Flah Disk" můžete tyto blbůstky velice rychle programovat třeba i na návštěvě u známých.

Stálí čtenářové mého blogu právě vrtí hlavami - jak si přítel "holého železa" a nepřítel "softwarových serepetiček" může koupit školní hravý rádoby-počítač velikosti 4x5 cm ? V mém případě byl rozdhodující asi tyto faktory :
  1. Bluetooth 4.0 a snadnost jeho použítí v softwaru pro Micro:bit. Už dlouhou dobu válčím s bezdrátovým interfacem pro roboty i další elektroniku, který by bezešvým způsobem zapadl do mých zapojení.
  2. Dostatečný výpočetní výkon na palubě, abyste k bezdrátovém přenosu nemuseli hned přídávat "Arduíno" nebo v mém případě AVR jako u modulů typu HC-05.
  3. Spotřeba ve špičkovém provozu 13,5 mA při 3V. 2 tužkové baterky vydrží 180 hodin "plného provozu" - na rozdíl třeba od WIFI modulu s ESP2866 který skýtá bezdrátovou konektivitu i výpočetní výkon na palubě ovšem za cenu 350 mA trvalé a 1A špičkové spotřeby.
  4. Velice rozumná cena srovnatelná s ( nepadělanými ) moduly pro Bluetooth nebo Zig-Bee.
  5. Dostatek periferií, které se dají použít k lecčemus - řízení robota náklonem akcelerometru, jednoduchá indikace na displeji, počítačová hra, digitální hrací kostka atd.
Následuje odstavec - chvála 32 bitových Timerů. Ano časovač je "Ajťácká periferie, které veřejnost nerozumí" ale pokud porovnáme 32 bitový timer v Microbitu (ARMu) se 16 bitovým timerem v AVR - nebe a duddy. Zejména pokud si hrajete s analogovou elektronikou a mrcha piezzoelement vám rezonuje na nějaké nemožné frekvenci ve stylu 40.073 KHz a vy už jste popsali dvě stránky Excelových tabulek úvahami jak nastavit Timer v AVR aby tuto frekvenci vyrobil s přijatelnou chybou. Zde prostě nastavíte jedním příkazem frekvenci s maximální chybou 1/232 a pokud chcete ještě nejaké divoke plnění PWM ve stylu 39,9% taky není problém. Možná vypadám jako blb, ale 32 bitové timery na mně udělaly dojem ve stylu "neuvěří, kdo nevyzkoušel" a pokud vezmeme v úvahu, že k microbitu se dají připojit banánky a krokodýlky - jednoduchoučký generátor přesných frekvencí je otázkou pár minut programování v "obrázkovém jazyku".

Následuje odstavec - Hana Micro:Bitu : Microbit má zvláštní konektor, ke kterému je těžké sehnat protikus. Navíc z 80 pinového konektoru vám leze jen 19 výstupů, což je způsobeno tím, že celá jedna strana konektoru Micro:Bitu není nikam zapojená což je "blbuvzdornost proti zasunutí Micro:Bitu obráceně" Na internetu najdete obrázky jak žáčci mají microbit "přibitý hřebíky" do svého obvodu. Za nevýhodu se též považuje 3,3V "palubní napětí". Jako člověk, který vyrábí vlastní většinou analogové periferie to nepovažuju za problém, co mě ale štve je zatížitelnost pinů 0,5 mA, pouze 3 piny přepnuté do režimu "High current" - jehož aktivace není nikde pořádně popsaná mohou dávat 5mA. Obojí je pro "vidláckou elektroniku" směšně málo.

Tedy abych nějak skončil - Zkoumáte-li jak mají děcka zapojené roboty na Robotickém dnu - zjistíte že to je chaotická směs různých modulů původně vymyšlených v Evropě a USA za $19.9 nyní však nedokonale číňanem padělaných za $1.99 spojených přes kontaktní pole zvonkovým drátem. Nepřítomnost promyšleného konceptu z toho sívítí na kilometry. Zde jsem se po dlouhé době setkal s "Anglickou konstrukční elegancí" ve stylu stíhačky de Havillandu Mosquito, nebo prvních ARMů a navíc je tato konstrukční elegance zabalena do formy, která neuvěřitelně svádí ke hraní i elektro-dědky stižené syndromem vyhoření ( =mně ), což je doufám dostatečná chvála, abyste tuto blbůsku taky vyzkoušeli.