Reproducción precisa de cabezas humanas en 3D a partir de solo tres fotos

Disponer de modelos precisos de la cabeza en 3D es fundamental en el planteamiento de una cirugía estética o reconstructiva, ya que ayuda a planificar mejor la intervención: los pacientes pueden observar los efectos de la cirugía antes de entrar en el quirófano, y los cirujanos pueden ir introduciendo modificaciones hasta ajustarse al resultado deseado.

Hasta ahora, estos modelos se obtenían a partir de imágenes de escáner que el equipo médico toma de la cabeza del paciente a través de un sensor de profundidad, una técnica que obliga a la presencialidad y que, con el confinamiento derivado de la pandemia por COVID-19, ha supuesto un impedimento en la programación de este tipo de intervenciones.

Ahora, investigadores de Crisalix, la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) y el Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRI) —centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España y la UPC— presentan un sistema que permite reconstruir cabezas humanas en 3D con gran precisión a partir de solo tres imágenes. La tecnología, conocida como H3D-Net, ha sido desarrollada por el investigador Eduard Ramon —en el marco del doctorado industrial que lleva a cabo en la empresa Crisalix—, con el asesoramiento de los profesores de la UPC y el IRI Xavier Giró y Francesc Moreno.

Según explica Eduard Ramon, “la clave de esta tecnología es el uso de una representación 3D llamada 'superficie implícita', que permite expresar formas mucho más complejas que las representaciones utilizadas hasta ahora. Este tipo de representación, combinada con una red profunda neuronal entrenada con miles de casos, es lo que permite obtener reconstrucciones 3D muy precisas y robustas a partir de pocas imágenes”.

El nuevo sistema basado en redes neuronales profundas permite recrear con precisión cabezas humanas en 3D a partir de tan solo tres fotografías. (Imágenes: UPC / IRI / Crisalix)

Crisalix es una empresa de simulación estética 3D, pionera en la adopción e investigación de estas tecnologías. Acoge cuatro doctorados industriales, tres de ellos en colaboración con la UPC y el IRI. Justamente, la madurez de su sistema permitió que la empresa pudiera adaptarse rápidamente a los confinamientos durante la pandemia de COVID-19 y poder seguir ofreciendo este servicio, tal y como explica el investigador Xavier Giró, vinculado al Grupo de Procesamiento de Imagen y Vídeo (GPI) de la UPC: "Los modelos 3D de la forma de la cabeza han ayudado a cirujanos plásticos y a sus pacientes a planificar mejor las intervenciones en el contexto de la pandemia, donde no eran posibles las citas presenciales. Así, el paciente podía hacerse las fotografías él mismo y las enviaba al cirujano, que creaba el modelo 3D de la cabeza del paciente".

Giró avanza otras aplicaciones de la herramienta más allá del campo de la cirugía estética o reconstructiva, "como en el desarrollo de avatares virtuales para la industria del entretenimiento o la venta de ropa online". (Fuente: UPC)