LA REALIDAD AUMENTADA COMO UNA MEJORA EN LA PERCEPCIÓN ACTIVA DE LA REALIDAD Y SUS APLICACIONES A UN TRABAJO MÁS EFICAZ Y HUMANO
Gorka Zorzano Morate, Ramón Casteres Serrats
Coordinador: Juan Flaquer Fuster
La realidad virtual (VR) ha sido objeto, hasta el presente, de una gran cantidad de trabajos e investigaciones, a diferencia de la realidad aumentada (AR), a pesar de las enormes potencialidades que ésta presenta. Ambos campos de investigación difieren en el modo en como tratan el mundo real: VR permite la inmersión del usuario en un mundo virtual que reemplaza completamente el mundo real en el que aquél vive; AR, por el contrario, hace posible al usuario seguir en contacto con su mundo real, enriqueciéndolo con la presencia de elementos virtuales 3D, de modo que el usuario no pierda la percepción del uno y de los otros, lo que se logra por composición o solapamiento de imágenes.
La clave de la AR está en el seguimiento de las posiciones espaciales, tanto del propio usuario como de los elementos reales que interfieren con él, para hacer posible la incorporación de los elementos virtuales, ya sea de naturaleza visual, sonora o táctil. La AR persigue ayudar al usuario en determinadas tareas difíciles que tiene que realizar, las cuales se ven aliviadas por la presencia de los citados elementos virtuales.
Desde el punto de vista histórico Ivan Sutherlan fue el primero en concebir la idea de realidad aumentada, ampliamente desarrollada en los cascos de los pilotos de vuelo real o simulado; y en la actualidad la AR ha sido ampliada a un sin fin de aplicaciones cada vez más interesantes, de las que más adelante se hará mención de algunas de ellas. Parece claro que el ideal de la AR se centra en que el usuario perciba la realidad aumentada como una única realidad enriquecida, sin que pueda, por la calidad de las impresiones recibidas, distinguir lo que es real de lo que le aporta el mundo virtual.
Un problema técnico notable es el de la adecuada fusión de las imágenes reales con la información sintética aportada por el ordenador. Hay que distinguir entre dos vídeo cámaras: una solidaria con el usuario, que registra lo que realmente vería el usuario del mundo real, no enriquecido por la componente virtual; y la otra vídeo cámara, enfocada hacia el mundo virtual, del que extrae la información virtual gráfica que se solapa con la que capta la vídeo cámara real. Ambas informaciones, real y virtual, se mezclan posteriormente en el ordenador, previa alineación, el cual reenvía a su vez al usuario las imágenes fundidas, que son las que finalmente él realmente percibe.
El esquema siguiente puede aclarar lo escrito en el párrafo anterior, resaltando las componentes de un sistema de AR:
Son dos los problemas técnicos más importante que están siendo objeto de numerosos trabajos: 1) La toma de las imágenes reales y virtuales, y su registrado en tiempo real, y 2) El desarrollo de una tecnología de mezcla de ambas clases de imágenes y su presentación en pantalla (normalmente en el HMD que lleva el usuario incorporado). Está claro que una visualización en estéreo es de gran utilidad a este respecto y casi todos los sistemas actuales la ofrecen.
Los tres esquemas siguientes permiten aclarar las tres tecnologías más utilizadas:
Hay aplicaciones de la AR a los campos médico; industria del entretenimiento; entrenamiento militar; diseño en ingeniería; robótica y tele robótica; fabricación, mantenimiento y reparación, etc. Pero antes de comentarlas un poco veamos lo que puede llegar a ser la AR:
Douglas S. Greer nos habla de un plomero del futuro que emplea la AR en los siguientes términos: "Supongamos que en el año 2005 una cierta compañía quisiera cambiar una habitación de una vivienda para instalar un cocina. La empresa contrata a un plomero para instalar las tuberías necesarias de agua caliente y fría. El plomero del futuro llega con un ordenador portátil, y, después de averiguar donde se quiere instalar la nueva cocina, abre el maletín del portátil y extrae de él unas gafas parecidas a unas gafas de sol, de modo que con ellas el plomero puede ver la habitación un poco oscurecida, sin embargo cuando pone en marcha el portátil puede ver además del entorno real elementos que hasta el presente le eran totalmente invisibles: líneas amarillas dentro de los muros que representan los cables eléctricos y líneas verdes que indican el cableado telefónico. Puede ver asimismo las estructuras de acero y hormigón, además de los conductos de calefacción y de aire acondicionado. Sin embargo en esa habitación no descubre los conductos principales de agua fría y caliente. Para hallarlos teclea de nuevo en el portátil y puede ver las distribución en las habitaciones vecinas, hallando finalmente lo que desea. El resto es fácil de imaginar". Se produce la correspondiente inundación…
Yendo a las aplicaciones, en primer lugar destaca el campo médico. Ya es operativa la realización de operaciones reales de extracción de tumores cerebrales, de modo que el cirujano ve solapadas simultáneamente las imágenes reales con las provenientes de la resonancia o de la tomografía computerizada. También funciona bien la AR en el mundo de los implantes o en el de la inspección por ultrasonidos de las criaturas no nacidas en el seno materno.
En el mundo de la publicidad deportiva, como parte de la industria ligada al ocio, por ejemplo, la AR trata de que los televidentes perciban la publicidad de las vallas como si fuera real, pero de hecho serían imágenes virtuales que se adecuarían en tiempo real a las cámaras que tomasen el evento.
En el campo militar, los soldados en una batalla podrían recibir información de la posición real del enemigo, captada por un avión de reconocimiento, orientándoles de ese modo del peligro que corren en sus desplazamientos o bien ayudándoles en sus acciones militares.
En el mundo del diseño arquitectónico, por ejemplo, una maqueta que corresponde a una urbanización real ya construida se puede solapar con modelos por ordenador de mejoras de la urbanización, ahorrando de ese modo muchas pruebas intermedias y facilitando la comunicación conjunta de cuantos intervienen en el nuevo proyecto.
En una visión monoscópica de un determinado robot, que debe avanzar en un determinado medio real, el usuario que lo gobierna (telepresencia) podría enriquecer su toma de decisiones con la visión en "wireframe" del entorno real del robot. En el campo de la robótica queda mucho por investigar en la aplicación a la atención médica de personas que deben permanecer aisladas o en la atención de ciertas discapacidades. La microcirugía, de otra parte, se podría mejorar con la ayuda que puede prestarle la microrobótica dotada de elementos propios de la AR.
Si pensamos en la reparación de máquinas averiadas, una detección automática del elemento a sustituir, localizado virtualmente, daría una mayor eficacia a los equipos de mantenimiento y de reparación.
De lo escrito hasta el presente nos parece muy prometedoras las posibilidades que presenta la AR en un futuro no lejano. Su uso parece que va a presentar menos problemas éticos que los que ya presenta hoy en día algunas aplicaciones de la VR y la utilización de la AR, por su estrecha vinculación con el mundo real, permitirá ayudar a un gran número de personas es su trabajo, sin descartar el uso de la AR en la educación.
Bibliografía: