Geografía “fake” indetectable: inteligencia artificial para falsificar fotos por satélite

Un incendio en el Central Park neoyorkino de Estados Unidos, captable como una columna de humo y una línea de llamas en una fotografía tomada desde un satélite. Vívidas luces de colores en el cielo nocturno de Diwali en la India, vistas desde el espacio, que denotan un suntuoso espectáculo pirotécnico.

Ambas imágenes son ejemplos de lo que los autores de un nuevo estudio definen como falsificación geográfica virtualmente indetectable, es decir que no tiene ningún detalle técnico delatador de la manipulación y que solo la comparación con la realidad cuando esta se conoce fehacientemente puede revelar la mentira.

Las fotos, creadas por diferentes personas y con diferentes propósitos, son falsas pero parecen imágenes genuinas de lugares reales. Y con las tecnologías de inteligencia artificial más sofisticadas disponibles hoy en día, esta "geografía falsa" podría convertirse en un problema creciente, tal como advierten los autores del estudio.

"No se trata tan solo de hacer retoques con Photoshop. Es lograr que los datos parezcan asombrosamente realistas", advierte Bo Zhao, profesor de geografía de la Universidad de Washington en la ciudad estadounidense de Seattle y coautor del estudio.

Como señalan Zhao y sus colegas, las ubicaciones falsas y otras inexactitudes han formado parte de la elaboración de mapas desde la antigüedad. Esto se debe, en parte, a la propia naturaleza de la traslación de los lugares de la vida real al mapa, ya que ningún mapa puede captar un lugar exactamente tal como es. Sin embargo, algunas inexactitudes de los mapas son falsificaciones creadas por los cartógrafos. El término "ciudades de papel" describe la colocación discreta de ciudades, montañas, ríos u otros rasgos falsos en un mapa para evidenciar la violación de los derechos de autor si esta se produce. Así, si alguien edita un mapa que es una simple copia del que ha sido confeccionado legítimamente, introducirá sin darse cuenta las mentiras inventadas por los creadores del mapa legítimo y con esta inclusión se delatará como un plagiador.

Sin embargo, con el auge de los sistemas de información geográfica, el uso omnipresente de Google Earth y la popularización de otros sistemas de imágenes por satélite, la suplantación de una ubicación implica una sofisticación mucho mayor, tal como alertan los investigadores, y conlleva más riesgos. En 2019, el director de la Agencia Nacional estadounidense de Inteligencia Geoespacial, la organización encargada de suministrar mapas y analizar imágenes de satélite para el Departamento de Defensa de Estados Unidos, dio a entender que las imágenes de satélite manipuladas mediante inteligencia artificial pueden ser una grave amenaza para la seguridad nacional.

Para estudiar cómo se pueden falsificar las fotos tomadas desde satélite, Zhao y su equipo recurrieron a técnicas de inteligencia artificial que se han utilizado en la manipulación de otros tipos de archivos digitales. Aplicado al campo de la cartografía, un algoritmo aprende los rasgos más característicos de las imágenes de una zona urbana captadas desde satélite y, a continuación, genera una imagen falsa agregando esos rasgos característicos en un mapa base diferente, de forma similar a como los populares filtros de imágenes pueden agregar los rasgos de un rostro humano en la cara de un gato que aparece en otra foto.

A continuación, los investigadores combinaron mapas e imágenes captadas desde satélite de tres ciudades (Tacoma y Seattle en Estados Unidos y Pekín en China) para comparar características y crear nuevas imágenes de una ciudad, extraídas de las características principales de las otras dos. Escogieron a Tacoma para el mapa base y luego exploraron cómo podían incorporarse las características geográficas y las estructuras urbanas de Seattle (similares en topografía y uso del suelo a las de Tacoma) y las de Pekín (diferentes en topografía y en uso del suelo) para producir imágenes falsas de Tacoma. El resultado fue elocuente: la falsificación es casi imposible de detectar como tal sin poder compararla con una imagen real.

Esta imagen pretende ser una foto de una zona de Tacoma. En realidad, se trata de una imagen simulada, creada mediante la transferencia de patrones visuales de Pekín a un mapa de un barrio real de Tacoma. (Imagen: Zhao et al., Cartography and Geographic Information Science)

Zhao y sus colegas han publicado los detalles de su investigación en la revista académica Cartography and Geographic Information Science, con el título de “Deep fake geography? When geospatial data encounter Artificial Intelligence”. (Fuente: NCYT de Amazings)