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1950 | 1960 | 1970 | 1980 | 1990 | 2000 | 2010 | Electrónica | Escuela | KALMAN | _a_seminalesBiografía
Rudolf Emil Kálmán nació en Budapest (Hungría) el 19 de mayo de 1930. Hijo de Otto Kálmán, ingeniero eléctrico y de Ursula Grundmann. En 1943, cuando las fuerzas alemanas iban a ocupar su país al descubrir Hitler que Hungría mantenía negociaciones secretas con Estados Unidos y Reino Unido, la familia Kálmán emigró a Estados Unidos, fijando residencia en Youngstown (Ohio).
Rudolf estudió en el Youngstown College durante tres años. Interesado por la ingeniería eléctrica, la profesión de su padre, ingresó en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), licenciándose en 1953. Un año más tarde obtuvo la maestría en ingeniería eléctrica, bajo la dirección de Ernst Guillemin. Después de participar en el diseño de un sistema de control analógico para la E. I. DuPont Company, en 1955 se trasladó a la Universidad de Columbia en Nueva York, donde en 1957 se doctoró con la tesis “Análisis y síntesis de sistemas lineales que operan sobre datos muestreados aleatoriamente”, dirigida por John Ragazzini.
Kálmán estuvo un breve periodo de tiempo (1957-1958) como ingeniero en el Laboratorio de Investigación de IBM en Poughkeepsie (Nueva York), dedicado al diseño de sistemas de control con datos muestreados.
En 1958, Kálmán ingresó en el Instituto de Investigación de Estudios Avanzados (RIAS) de Baltimore como investigador matemático, donde permaneció hasta 1964. La División matemática del RIAS estaba encabezada por el matemático de renombre mundial Solomon Lefschetz y se distinguía como uno de los principales centros de investigación matemática del mundo. Kálmán pronto destacó por sus contribuciones innovadoras que dieron forma a la Ingeniería de Control y al campo moderno de la Teoría de Sistemas Matemáticos.
En RIAS, dentro de su brillante carrera, su aportación más destacada y que le dio renombre mundial fue el desarrollo del Filtro de Kálmán, que inicialmente se aplicó a sistemas discretos y luego a sistemas continuos y no lineales. El marco matemático y el algoritmo fueron el avance tecnológico transformador que simbolizó la era moderna de la ingeniería de control y el procesamiento estadístico de señales.
El Filtro de Kálmán fue publicado en 1960 en ASME Journal of Basic Engineering (Series D, vol.82, pp.35-45, 1960), bajo el título “A new approach to linear filtering and prediction problems”. El Filtro de Kálmán permite extraer una señal precisa de variables críticas como la ubicación, la dirección y la velocidad a partir de una larga secuencia de mediciones ruidosas o incompletas, generalmente las realizadas por sistemas electrónicos y giroscópicos. La notable eficiencia y precisión del Filtro de Kalman lo ha vuelto omnipresente en prácticamente todos los campos donde la estimación y la predicción son relevantes, como el pronóstico del tiempo, la econometría, el monitoreo por GPS, los pilotos automáticos, la visión por computadora, el monitoreo de la salud estructural, la sismología, el control de motores y muchos otros. Permite la navegación y el control en prácticamente todos los aparatos modernos, desde aviones hasta satélites y desde teléfonos móviles hasta imágenes de resonancia magnética.
Las ideas de Kálmán sobre el filtrado y sus resultados, inicialmente ocasionaron dudas y le llevaron a publicarlas, por primera vez, en ingeniería mecánica, en lugar de ingeniería eléctrica o ingeniería de sistemas. En 1960, visitó a Stanley F. Schmidt en el Centro de Investigación Ames de la NASA, donde sus ideas recibieron una buena acogida. El Filtro de Kálmán fue fundamental en el éxito del Programa Apolo que envió a los primeros humanos a la Luna (Apolo 11, 1969). Cuando el módulo lunar Apolo 11, controlado por Neil Armstrong y un programa de software, realizó su famoso aterrizaje sobre el Mar de la Tranquilidad, el Filtro de Kálmán se aseguró de que los datos de ubicación en tiempo real procedentes del sistema terrestre de radar en la Tierra concordasen con los sensores de a bordo. Al escuchar las grabaciones, se oye a Buzz Aldrin cantando los cálculos del Filtro de Kálmán mientras Armstrong aterrizaba sobre la Luna. También fue esencial en el transbordador espacial de la NASA, en submarinos y en vehículos aeroespaciales no tripulados, e incluso en armas como misiles de crucero.
Cálculos con Filtros de Kálmán modernizados se ejecutan continuamente en los smartphones. El sensor de GPS del dispositivo proporciona coordenadas del mundo real sobre la faz de la Tierra, mientras sus acelerómetros detectan pequeños y rápidos movimientos, incluyendo ruido e imprecisiones de diferentes tipos. El Filtro de Kálmán los combina para sacar el mayor provecho a ambos mundos. Cuando un coche entra en un túnel se pierde la señal de GPS, entonces el Filtro de Kálmán logra una navegación por estimación hasta que el vehículo sale del túnel y el dispositivo se conecta de nuevo al Sistema GPS.
Kálmán publicó varios artículos seminales durante los años sesenta, que establecieron rigurosamente lo que se conoce como la representación de sistemas dinámicos en el espacio de estados. A señalar también que la introducción de sus conceptos de controlabilidad y observabilidad marcaron un cambio de paradigma que allanó el camino para las metodologías para el diseño de controladores.
En 1964, Kálmán se incorporó como profesor asociado al Departamento de Ingeniería Eléctrica, Mecánica e Investigación Operativa de la Universidad de Stanford, donde aportó sus contribuciones a la teoría de los sistemas algebraicos aplicados al control.
En 1971, se trasladó a la Universidad de Florida en Gainesville como profesor de investigación de posgrado y Fundador del Centro de Teoría de Sistemas Matemáticos, que fue único en su alcance y prestigio. En esta Universidad permaneció hasta 1992.
Entre 1969 y 1972, Kálmán también fue asesor científico del Centre Automatique et Systémes en MINES ParisTech (Escuela Nacional Superior de Minas de París). En 1973, fue nombrado catedrático de Teoría de Sistemas Matemáticos en el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH) en Zúrich, en la que permaneció hasta su jubilación en 1997.
El estilo de Kálmán de investigación científica y rigurosa, junto con su destreza expositiva, influyó enormemente en teóricos e ingenieros y continúa dando forma a nuevas generaciones. La famosa frase Hypotheses non fingo (“Yo no hago hipótesis”) de los Principios de Newton era su cita favorita para realizar investigaciones. El rigor, la belleza y la elegancia de las estructuras matemáticas subyacentes, así como su relevancia para el mundo físico y tecnológico, están inseparablemente unidas en todas y cada una de sus publicaciones.
A Kálmán se le otorgaron numerosos y destacados premios y honores, entre ellos:
- Medalla de Honor de IEEE, por sus contribuciones pioneras a la teoría de sistemas (1974).
- Medalla Rufus Oldeburger, de la Asociación Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) (1976).
- Medalla del Centenario del IEEE (1984).
- Premio Kyoto en Tecnología Avanzada de la Fundación Inamori (1985).
- Premio Steele de la American Mathematical Society (1987).
- Premio Richard E. Bellman Control Heritage (1997).
- Premio Charles Stark Draper de la Academia Nacional de Ingeniería (2008).
- Medalla Nacional de Ciencias de los Estados Unidos por sus logros científicos (2008).
- Miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU.
- Miembro de la Academia Nacional de Ingeniería de EE.UU.
- Miembro de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias de EE.UU.
- Miembro extranjero de las Academias de Ciencias de Francia, Hungría y Rusia.
- Miembro de la American Mathematical Society (2012).
- Doctor Honoris Causa de la Universidad Herior-Watt (1990).
Rudolf Kálmán estuvo casado con Constantina Stavrou (Dina Kálmán) y tuvieron dos hijos.
Rudolf Kálmán falleció el 2 de julio de 2016, en su casa de Gainesville, Florida.
El Politecnico di Milano otorgó el Doctorado Honoris Causa en Tecnologías de la Información a R.E. Kálmán. El título fue entregado a su viuda, Dina Kálmán, en una ceremonia celebrada en el Departamento de Electrónica, Tecnología de la Información y Bioingeniería el 12 de septiembre de 2016.
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