Poder anticiparse a un accidente, al choque entre dos vehículos o evitar atropellos al saber con antelación que una persona va a aparecer por la esquina aunque no se tenga visibilidad. El mundo se prepara para la invasión de coches autónomos, robots y drones que circulan entre humanos y deben sortear imprevistos. Para hacer esta convivencia más segura se están desarrollando sistemas de visión que atraviesan paredes.
Los ceda el paso, los stops y otras señales de circulación nacieron como advertencias para reducir el número de accidentes que pueden producirse en intersecciones con baja visibilidad. Sin embargo, fuera de las carreteras, los robots y drones no cuentan con estas indicaciones y no tienen aún los reflejos de los humanos para esquivar el choque.
La Universidad de Pensilvania planteó hace menos de un mes en otro estudio el uso de HoloRadar, un sistema que permite ver alrededor de las esquinas utilizando ondas de radio procesadas por IA. Pocas semanas después, es el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) el que se suma a esta tendencia con otro proyecto similar, pero que aporta un gran avance: la democratización de esta tecnología.
Desde un simple teléfono móvil, el sistema alertaría de un objeto tras una esquina, oculto tras la pared, para que el usuario, vehículo o robot tomara cuenta del riesgo. Lo que hasta ahora había quedado relegado a tecnología premium de laboratorio o excesivamente cara, ahora podría dar el salto a un público más amplio.
De tener éxito, el algoritmo creado por este grupo de investigadores estadounidenses podría utilizarse en diversas aplicaciones, como robots y dispositivos portátiles, ya que, como señala el equipo: “creemos que la democratización de estas capacidades impulsará las aplicaciones de imágenes sin línea de visión directa para el consumidor”.
Vista de Superman
Cada vez hay más proyectos que buscan dotar a dispositivos como los vehículos autónomos, robots o drones de la visión de Superman, es decir, ver a través de las paredes. No se persigue invadir la privacidad de las personas, sino poder anticiparse a posible objetos o personas que aparezcan detrás de una esquina. Esta capacidad podría llegar en el futuro a los teléfonos móviles cotidianos gracias a este proyecto del MIT.
Los teléfonos más premium incluyen en su hardware sensores LIDAR. El iPhone, por ejemplo, comenzó a incluir este sensor en el año 2020. Su función principal es potenciar las herramientas de realidad aumentada y mejorar la detección de profundidad a la hora de captar imágenes, pero en adelante podría sumarse una utilidad más.
Ver a través de las esquinas con el LIDAR del móvil
Para quien no esté familiarizado, los sensores LIDAR funcionan emitiendo pulsos de luz, que rebotan en los objetos y regresan al sensor. Este equipo tecnológico mide el tiempo que la luz tarda en rebotar para calcular la distancia de los objetos y generar un mapa tridimensional de la escena que tienen ante ellos. En coches o robots, los LIDAR ayudan a generar y analizar el escena frente a ellos y así circular de forma autónoma.
Como es fácil de imaginar, el alcance de estos sensores se limita a la línea de visión, como el ojo humano, pues la luz no puede atravesar objetos. Sin embargo, los investigadores del MIT han desarrollado un algoritmo que permite utilizar la información recogida por el sensor LiDAR de un teléfono para reconocer objetos ocultos tras las esquinas. Los resultados de su proyecto se han publicado en un artículo científico en la revista Nature.
Las señales residuales
El equipo del MIT ha conseguido superar la limitación inicial modificando el procesamiento de los datos entrantes. Tradicionalmente, las señales de luz rebotadas solo analizan aquellas relevantes que facilitan crear la imagen tridimensional, pero en este caso se aprovecha cada reflejo para comprobar cualquier detalle que pueda ocultarse tras las paredes.
Durante las pruebas, se colocaron objetos como un maniquí o figuras de cartón y otros detalles tras una pared o una especie de biombo, todo para bloquear el campo de visión del sensor. Si este último se dirige hacia una pared o el suelo, el algoritmo logra rastrear el objeto oculto, como el maniquí en movimiento que simulaba a una persona acercándose por otro pasillo.
El algoritmo logró rastrear el movimiento del maniquí en tiempo real y generó reconstrucciones 3D aproximadas de los objetos ocultos. Con estos resultados, los investigadores celebran que su trabajo supone que ” cualquiera puede obtener imágenes de objetos ocultos con hardware comercial y sin ninguna configuración adicional”.
Por lo general, los equipos con esta cualidad, o capacidad de visión sin línea (NLOS), requieren de equipos voluminosos y con un alto coste. El avance conseguido por este equipo de investigación estaría en la reducción de esta tecnología utilizando los sensores que ya integran los teléfonos móviles. En concreto, para probar su algoritmo, los científicos utilizaron un sensor LiDAR estándar de uso doméstico que tiene un precio inferior a 100 dólares estadounidenses.
