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Crear una imagen 3D mediante una única lente y sin mover la cámara

Se ha conseguido desarrollar una asombrosa técnica que permite a fotógrafos y microscopistas crear una imagen 3D usando una sola lente y sin mover la cámara. Esta nueva tecnología se basa sólo en computación y matemáticas, y no en un hardware inusual o en lentes de complejidad extrema. El efecto sería equivalente a ver con un ojo cerrado una imagen con la percepción de profundidad que se lograría con los dos ojos abiertos. Captar detalles tridimensionales mirando con solo un ojo, es muy difícil, tal como expone, a modo de ejemplo, Kenneth B. Crozier, del equipo de investigación. Se hace difícil percibir la profundidad con un ojo cerrado. El ojo se puede enfocar en una cosa u otra, pero a menos que también se mueva la cabeza de un lado a otro, es difícil percibir correctamente las distancias relativas de los objetos. Si la visión está fija en un punto, como cuando se realiza una observación mediante un microscopio, resulta un problema difícil. Una vía alternativa para esquivar este obstáculo es la que ha seguido el equipo de Crozier y Antony Orth, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS), adscrita a la Universidad de Harvard, y ubicada en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos. En esencia, se trata de calcular, mediante un software especial, cómo la imagen se vería si hubiera sido tomada desde un ángulo diferente. Para ello, el equipo se basa en las pistas que quedan codificadas en los haces de luz que entran en la cámara. [Img #15673] La luz que llega a cada píxel viene en un cierto ángulo, y ello brinda información importante. Las cámaras más avanzadas poseen todo tipo de nuevo hardware que puede registrar la dirección de la luz, lo cual permite hacer algunas cosas muy interesantes, como tomar una foto y enfocarla luego, o cambiar un poco la perspectiva visual. Eso está muy bien, pero la pregunta que los investigadores se plantearon fue: ¿Podemos obtener parte de esa funcionalidad con una cámara común, sin añadir ningún tipo de hardware adicional? La clave, según encontraron, es inferir el ángulo de la luz en cada píxel, en vez de medirlo directamente (algo que los sensores de imagen convencionales no serían capaces de hacer). La solución del equipo es tomar con la cámara dos imágenes desde la misma posición, pero enfocadas a profundidades diferentes. Las ligeras diferencias entre estas dos imágenes proporcionan información suficiente para que un ordenador cree matemáticamente una imagen completamente nueva, como si se hubiera movido la cámara hacia un lado. Combinando estas dos imágenes en una animación, Crozier y Orth bridan una vía mediante la cual fotógrafos aficionados y microscopistas pueden crear la impresión de una imagen con profundidad, sin tener que usar un hardware costoso.

Emplean sistema de microondas para eliminar exceso de sudor

Por medio de una tecnología que emplea un sistema de microondas, un grupo de investigadores ha podido reducir y eliminar el exceso de sudor en las axilas hasta en un 80 por ciento. Se trata de un proceso que sugieren aplicarlo en dos ocasiones a las personas que padecen hiperhidrosis, es decir, que las glándulas sudoríparas son hiperactivas y producen 10 veces más de lo que necesita el cuerpo para enfriarse. 

Esta tecnología consiste en destruir las células de las glándulas sudoríparas, y ya se aplica en diversas instituciones médicas privadas en México. 

El ingeniero Steve Kim, creador del sistema no invasivo, explica: primero se examina el área que va a recibir el tratamiento --debajo del brazo--, después el médico con una planilla determina el tamaño del área a tratar, se pone un “tatuaje” temporal que cumple la función de una marca donde el especialista coloca el aparato y punto por punto trata la zona axilar. 

Detalla que cuando se coloca el aparato en un punto específico de la axila, la energía de microondas que está a 12.5 milímetros de profundidad de donde se encuentran las glándulas sudoríparas, lo que hace es absorber de manera fácil el agua de éstas. 

“Como se mueven las moléculas de agua y crean calor, se eleva la temperatura a 70 grados en dicho lugar. A dicha temperatura se destruyen las células de las glándulas sudoríparas y eventualmente el cuerpo elimina el tejido muerto”. 

Kim detalla que mediante dos sesiones en las que se aplica energía de microondas han podido eliminar entre el 80 y 90 por ciento de las glándulas sudoríparas y así evitar el exceso de sudor.

Cabe señalar que la función primaria del sudor es regular la temperatura corporal porque se permite al cuerpo refrescarse, y la segunda función es liberar toxinas. 

Steve Kim, tecnólogo de origen estadunidense, indica que la investigación demostró que al eliminar las glándulas sudoríparas no se afecta la salud de la persona: “la sudoración de la axila sólo representa del uno al dos por ciento de la que genera todo el cuerpo; eliminar esa porción no afecta la acción regulatoria de temperatura ni eliminación de toxinas, todavía se tiene 98 por ciento de glándulas disponibles”. 

De acuerdo con el estudio previo, antes de concretar el sistema llamado Miradry, se consultó a un porcentaje significativo de la población en Estados Unidos, y más de dos mil personas confesaron haber sentido molestias por el exceso de sudor. 

Al respecto Héctor Leal, médico cirujano y especialista en dermatología del Instituto de Dermatología de Monterrey, señala que en México se presentan casos similares de personas que durante reuniones de trabajo o sociales han tenido malas experiencias con el exceso de sudor en las axilas; por ello, la tecnología ya está en diversos hospitales del país, dos sesiones no invasivas y sin necesidad de bisturí son suficientes para eliminarlo de manera permanente. 

La tecnología de microondas se usa en Estados Unidos y Europa en tratamiento de cáncer, enfermedades neurológicas y diversos tipos de cirugías. En un futuro, el equipo de investigación planea usar la técnica para resolver problemas de acné, arrugas, reducir grasa y eliminar bello corporal. 

Responder preguntas mediante cambios en el tamaño de las pupilas de los ojos

Pacientes que de otro modo serían completamente incapaces de comunicarse pueden responder en cuestión de segundos preguntas del tipo para el que basta contestar "sí" o "no", con la ayuda de un sistema simple (integrado tan solo por un ordenador portátil y una cámara) que efectúa una única clase de mediciones: el tamaño de las pupilas.

La herramienta, cuya clave es un algoritmo especial, ha sido diseñada y demostrada por el equipo de Wolfgang Einhäuser de la Universidad de Marburgo en Alemania. Esta nueva herramienta se vale del hecho de que el tamaño de las pupilas cambia de manera natural cuando las personas realizan aritmética mental. Dado que esos cambios no dependen del control consciente del sujeto sino que son espontáneos y automáticos, con el equipamiento apropiado que sepa interpretar dichos cambios, la persona que opte por expresarse de este modo no necesita un entrenamiento especial. E incluso los aparatos necesarios, como hemos dicho, son convencionales y bastante baratos.

El nuevo sistema de respuesta de pupila podría no solamente ayudar a comunicarse a aquellos que tienen severos impedimentos motores, sino que también podría utilizarse para evaluar el estado mental de pacientes cuyo estado de consciencia no es claro, tal como aventuran los creadores del sistema.

"Es destacable que un sistema fisiológico tan simple como la pupila tenga un repertorio tan rico de respuestas que pueda ser usado para una tarea tan compleja como la comunicación", subraya Einhäuser
Un sistema informático con el algoritmo adecuado es capaz de analizar los sutiles cambios de tamaño de la pupila de un ojo y extraer información sobre algunos de los pensamientos de la persona, una información que de otro modo sería inaccesible. (Imagen: Amazings / NCYT / MMA / JMC)

En los experimentos, los creadores del sistema pidieron a personas sanas que resolvieran un problema matemático, pero solo cuando en una pantalla se mostrase la respuesta correcta a una pregunta de las que pueden contestarse con un "sí" o un "no". La carga mental asociada con la resolución del problema matemático causó un incremento automático del tamaño de la pupila, el cual pudo ser medido por los investigadores, dando lugar a un patrón que pudo luego ser validado ante preguntas como por ejemplo “¿Tiene usted 20 años de edad?”.
Los investigadores probaron a continuación su algoritmo de respuesta de pupila en siete pacientes “típicos” de lo que se conoce como síndrome de enclaustramiento. Se trata de personas que han sufrido daños cerebrales extensos, por lo general tras un derrame cerebral, que les impiden moverse e incluso articular palabras, al sufrir una parálisis virtualmente total de sus músculos de activación voluntaria. Sin embargo, están del todo conscientes, y si disponen de alguna vía a través de la cual expresarse, pueden comunicarse con las demás personas.

En los experimentos sobre esas siete personas con síndrome de enclaustramiento, los creadores del sistema lograron discernir en muchos casos la respuesta de la persona basándose solo en el tamaño de su pupila.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado científicos del Hospital Universitario de Lieja en Bélgica, la Universidad de Melbourne en Australia, el Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Estados Unidos y otras entidades.

Ayudar a robotistas mediante el acto de jugar con ciertos videojuegos gratuitos

Unos robotistas de la Universidad Rice en Houston, Texas, Estados Unidos, han ideado una estrategia mediante la cual obtienen datos útiles de las partidas jugadas por internautas con videojuegos online que el equipo de científicos ha preparado con este fin. Estos robotistas trabajan en el perfeccionamiento de algoritmos de control para enjambres de robots minúsculos, y los datos que obtienen de cómo los jugadores humanos se las ingenian para controlar grupos de robots ficticios, y guiarlos por laberintos y para superar obstáculos, les sirven a esos robotistas para perfeccionar dichos algoritmos destinados a robots reales, o incluso para desarrollar algoritmos de control nuevos.

Hay cinco videojuegos disponibles, pensados para que casi cualquiera pueda jugar con ellos. Los jugadores utilizan métodos simples de control para mover los grupos de robots. A veces el objetivo a conseguir en el videojuego es empujar un objeto más grande hacia un lugar en particular. Otras veces, el objetivo es mover el grupo de robots hacia un objetivo o hacer que dicho colectivo asuma una determinada forma física. Cada vez que se juega una partida de un videojuego, el sitio web recopila información sobre cómo se completó la tarea.

Se puede jugar con los videojuegos aquí:

http://www.swarmcontrol.net/
Lo que los robotistas aprenden de las partidas con los videojuegos y sus experimentos de laboratorio se aplica directamente a problemas del mundo real, tal como subraya Aaron Becker, del equipo de investigación. Por ejemplo, si un médico tuviera un enjambre de varios miles de robots microscópicos, cada uno con una pequeña carga útil de fármacos contra el cáncer, ¿sería posible guiarles mediante señales magnéticas de un aparato de captación de imágenes por resonancia magnética (RMI, o MRI) para que todos se dirigieran al tumor?
Para demostrar el tipo de comportamientos complejos que se puede lograr con sistemas de control simples, Becker realizó un experimento, que resultará carismático para muchos jugadores veteranos de videojuegos. En ese singular experimento, una docena de robots de pequeño tamaño dispersos aleatoriamente fue dirigida para que entre todos formasen una figura compleja, una letra "R" mayúscula. Lo más notable es que para dirigir a todos los robots, Becker usó una sola unidad de un sistema de control tan sencillo como emblemático: Un joystick añejo, de los provistos con un solo botón y que se usaban para videojuegos en la década de 1980. Con este joystick, Becker sólo podía dar dos órdenes o comandos a los robots: rotar y avanzar hacia delante. Además, como todos los robots estaban conectados al mismo joystick, cada uno de ellos recibía exactamente los mismos comandos. Las interacciones entre ellos y el "ruido" aportaban el margen de maniobra que Becker supo explotar para conseguir el objetivo que se había propuesto.

Los robots usados en los experimentos son de un tipo experimental conocido como "r-one". Es un sistema multirrobot barato pero sofisticado que James McLurkin, director del Laboratorio de Sistemas Multirrobot adscrito a la Universidad Rice, comenzó a diseñar en 2009. Cada robot r-one, del tamaño de una rosquilla, tiene una radio, un motor, dos ruedas, decenas de sensores y electrónica integrada.