Gafas inteligentes con seguimiento ocular, un gran paso para el futuro de la realidad aumentada

Los entusiastas de la realidad aumentada, donde vemos el mundo a través de unas gafas inteligentes que nos aportan información sobre lo que vemos, e incluso imágenes superpuestas y video, se alegrarán de saber que esta se volverá aún más realista.

Son buenas noticias para los jugadores, que aumentarán el control sobre el juego, y para aquellos que las utilizarán para mostrar imágenes más fidedignas. La tecnología, inventada por ingenieros del Dartmouth College, no necesita baterías y permite hacer un seguimiento preciso del movimiento de los ojos.

Este último es esencial para los sistemas de realidad aumentada. El aparato debe saber hacia dónde miramos para reflejar la información apropiada en las gafas inteligentes. El problema es que el seguimiento de los ojos es ahora costoso y complicado, además de requerir mucha energía. En cambio, los ingenieros de Dartmouth han ideado un sistema que emplea luces en el infrarrojo cercano y fotodiodos. De esta forma, el sistema ponible es eficiente desde el punto de vista energético y permite seguir los movimientos oculares rápidos, así como la entrada de órdenes sin la utilización de las manos. Las citadas gafas inteligentes también pueden ayudar a monitorizar la salud de las personas.

Se trata, en esencia, y según Xia Zhou, responsable de su desarrollo, del primer seguidor ocular que puede ser integrado en nuestras gafas cotidianas y que funciona sin baterías.

Utilizar los ojos como sistema de entrada de datos en sistemas informáticos, como los videojuegos, requiere un seguimiento muy preciso de los movimientos oculares rápidos, incluso a un nivel submilimétrico. Los dispositivos ideales serían aquellos que fueran portátiles y que consumieran niveles bajos de energía para eliminar la necesidad de recargarlos frecuentemente. Tal sistema no existía hasta ahora.

Seguido ocular integrado en unas gafas normales. (Foto: Cortesía de DartNets Lab)

De hecho, los actuales seguidores oculares ponibles se quedan cortos precisamente por su incapacidad de hacer coincidir un gran rendimiento a la hora de seguir el movimiento de los ojos con un consumo bajo de energía. La mayoría usan cámaras para capturar imágenes de los ojos, lo que implica un procesamiento intensivo y un alto coste, además de requerir la utilización de baterías externas voluminosas.

En cambio, Xia Zhou y sus colegas han adoptado un método minimalista que satisface los anteriores requerimientos y que posibilitará el uso de las gafas inteligentes en muchas aplicaciones en las que se precise el seguimiento ocular.

Para hacer realidad este objetivo, los investigadores necesitaban detectar la trayectoria, velocidad y aceleración de la pupila del ojo sin cámaras. Para conseguirlo, se emplean luces en el infrarrojo cercano que iluminan el ojo desde varias direcciones, mientras que unos fotodiodos se ocupan de detectar los patrones de la luz reflejada. Estos reflejos se usan para inferir la posición de la pupila y de su diámetro en tiempo real, a través de un algoritmo que se basa en aprendizaje supervisado.

El prototipo se construyó con materiales ya disponibles y se integró en unas gafas normales que hacen un seguimiento de cuatro etapas del movimiento ocular: fijación, seguimiento suave, movimiento sacádico y parpadeo. Los experimentos mostraron que el sistema alcanza una precisión súper alta con un error muy bajo para el seguimiento de la pupila.

Al detectar el tipo de movimiento ocular, el sistema puede adaptar su detección y computación. Algunos movimientos tienen trayectorias predecibles, lo que permite que el sistema infiera la siguiente posición de la pupila y así minimizar el uso de energía.

Con un consumo energético que es cientos de veces inferior al de los sistemas actuales, el nuevo seguidor ocular puede ser energizado con energía recogida de la iluminación del recinto interior, lo que evita usar baterías. El sistema es así más fácil de integrar en unas gafas normales.

Las gafas inteligentes dispondrán de unas pequeñas células solares colocadas verticalmente en el costado de los brazos de las gafas, que recogerán la energía necesaria.

El sistema de bajo coste puede ser usado para jugar en juegos de realidad aumentada y frente a pantallas. Al medir de manera más precisa la posición de los ojos, el sistema podrá llegar a eliminar la necesidad de controladores manuales, de modo que los jugadores no los necesitarán para jugar. También permitirá una representación más eficiente de imágenes, así que estas podrán tener una mayor calidad.

El uso durante el estudio de las citadas gafas inteligentes se limitó por ahora a interiores, ya que en el exterior la luz infrarroja es demasiado fuerte y puede saturar los sensores de luz del prototipo actual. Se espera en el futuro adaptar la ganancia del sensor de luz al uso exterior y mejorar aún más la detección de ciertos movimientos oculares rápidos.

Una etapa posterior permitirá usar las gafas inteligentes para identificar y paliar problemas de salud, como trastornos mentales, para detectar estados cognitivos como la fatiga, y para valorar la eficacia de ciertos tratamientos clínicos. Y naturalmente, se intentará una mayor miniaturización y una mejor integración con las gafas normales, sea cual sea su forma.