Trabajos de Einstein y Fourier reutilizados para el reconocimiento computerizado de formas tridimensionales

Dos técnicas útiles para la tecnología de visión por ordenador permiten emular cómo los humanos percibimos las formas tridimensionales, al permitir a los sistemas artificiales reconocer instantáneamente objetos, sin que lo distorsionados que estén les dificulte la tarea más de lo que nos la dificulta a los humanos. Este avance podría ayudar a que las máquinas tengan una percepción visual más inteligente, gracias a parecerse más a la humana.

Las técnicas, conocidas como mapeo de calor y distribución de calor, aplican métodos matemáticos para hacer que las máquinas puedan percibir objetos tridimensionales.

Los humanos podemos percibir con facilidad formas tridimensionales. En nuestra mente, a los objetos como por ejemplo una mano, los podemos dividir fácilmente en sus segmentos principales: la palma y cinco dedos. Pero esta operación resulta muy difícil para los ordenadores.

Tanto la técnica de mapeo de calor como la de distribución de calor, se basan en física básica y ecuaciones matemáticas relacionadas con cómo el calor se difunde por una superficie. Algunos de estos fundamentos físicos son el resultado de aportaciones de Albert Einstein. Y entre los fundamentos matemáticos, destaca la ley de Fourier, desarrollada por Jean Baptiste Joseph Fourier, célebre físico del siglo XVIII. "Nos hemos subido a los hombros de gigantes para crear los algoritmos destinados a estos nuevos métodos usando la ecuación del calor", declara al respecto Karthik Ramani, profesor de Ingeniería Mecánica de la Universidad Purdue.

A medida que el calor se difunde sobre una superficie, sigue los contornos precisos de una forma, hasta reproducirla fielmente. El sistema ideado por el equipo de Ramani se aprovecha de esta "inteligencia del calor", mediante una simulación de cómo el calor fluye de un punto a otro, y en el proceso caracteriza la forma de un objeto.


En el trabajo de preparar estas dos técnicas para su uso en la percepción visual inteligente han intervenido también Yi Fang y Mengtian Sun de la citada universidad, así como Minhyong Kim del University College de Londres.

El concepto tiene muchas aplicaciones potenciales. Una de ellas es un motor de búsqueda 3D para encontrar en una base de datos piezas de automóviles y de maquinaria en general. Otras aplicaciones son la visión y navegación robóticas, el procesamiento 3D de imágenes médicas, la creación y manipulación de personajes animados en la producción de películas, y ayudar a que las cámaras 3D comprendan los gestos humanos en videojuegos interactivos.