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Computación persuasiva y omnipresente
En 2000, el Instituto de Tecnología de Massachusetts lanzó un ambicioso proyecto para transformar la forma en que el mundo usa las computadoras. El modelo antiguo: una caja, un monitor y un teclado. Lo nuevo: computadoras tan omnipresentes e invisibles como el aire que respiramos. Lo llamaron Proyecto Oxígeno.
Para obtener una descripción general de los objetivos del proyecto y una sesión de preguntas y respuestas con sus fundadores, consulte El nuevo viento de Project Oxygen .
Ahora, casi dos años después, las primeras tecnologías están saliendo de los laboratorios. Los líderes del proyecto (el jefe del Laboratorio de Ciencias de la Computación, Victor Zue, el director asociado Anant Agarwal y el director del Laboratorio de Inteligencia Artificial Rodney Brooks) insisten en que el Proyecto Oxygen se trata de una idea, no de productos. Pero los patrocinadores corporativos, entre ellos Hewlett Packard, Nokia y Philips, esperan ansiosos sus resultados. Revisión de tecnología fue a los laboratorios para obtener un adelanto de tres facetas de Oxygen que muestran una promesa particular: Cricket, un sistema informático con reconocimiento de ubicación; la Sala Inteligente, una oficina de alta tecnología que también funciona como laboratorio de investigación de interfaz de visión; y el microprocesador Raw, un chip ultraprogramable de bajo consumo diseñado para alimentar los dispositivos portátiles del siglo XXI. Juntas, estas tecnologías, dicen sus creadores, pondrán computadoras en todas partes y en ninguna.
Un trato crudo
Las computadoras de mano han recorrido un largo camino desde que Apple presentó su Newton en 1993. Una vez poco más que un Rolodex glorificado, las computadoras de mano hoy compiten con el rendimiento y la gama de aplicaciones de las PC de escritorio. Pero las velocidades más altas y los múltiples procesadores especializados los han hecho hambrientos de energía, y la duración de la batería sigue siendo un factor limitante. Para abordar el problema de la energía, los investigadores de Oxygen, dirigidos por Agarwal, están construyendo un chip más flexible y que consume menos energía al que llaman Raw Architecture Workstation o Raw. Hoy en día, la gente crea [chips] personalizados para video, gráficos, redes, etc., dice Agarwal. Tenemos un solo procesador que puede hacer todas estas cosas.
Esto no solo optimiza el rendimiento, especialmente para tareas como el procesamiento de video, que se atasca en la memoria, sino que también ahorra energía, una característica esencial para cualquier dispositivo pequeño que funcione con baterías. Y la capacidad de programación se extiende no solo a la integración de funciones discretas. Podría generar avances emocionantes en áreas como las radios de software, que pueden cambiar fácilmente entre múltiples protocolos celulares.
Al hacer que las rutas de datos sean altamente programables, Raw evita la memoria centralizada y los sistemas de registro. En un procesador típico, es posible que tenga que rebotar una parte de los datos. Pero con Raw, va directo a donde quiero que vaya, dice Agarwal.
La arquitectura Raw se asemeja a una red de mosaicos, cada uno de los cuales contiene características para instrucción, instrucción de conmutación, memoria de datos, unidades lógicas, registros y un conmutador programable. Prestamos mucha atención a la interconexión, a los cables, dice Agarwal. Si expone la interconexión al software, puede personalizar cómo fluyen los datos a través del chip. Puede orquestar el flujo de datos. Ahora mi software puede hacer coincidir el hardware con la aplicación.
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| El prototipo de computadora de mano de Oxygen, el Handy 21, usa una cámara (arriba) para realizar el reconocimiento facial. |
El primer dispositivo que alimentará el chip será el modelo de mano de Oxygen, lo que ellos llaman Handy 21. Los prototipos de Handys integran reconocimiento de voz, comunicaciones inalámbricas y aplicaciones de video que consumen mucha energía y que se beneficiarían del diseño todo en uno de Raw. Se espera que llegue un prototipo del procesador Raw, que se está desarrollando con IBM Microelectronics, en algún momento de este año.
El críquet suena
En Project Oxygen, los investigadores creen que una computadora móvil puede ser más útil si sabe dónde está y qué hay a su alrededor. Ingrese al Cricket Indoor Location System, una red de transmisores inalámbricos que proporciona a los dispositivos móviles como Handy 21s información sobre su ubicación física, que pueden usar para encontrar dispositivos estáticos como impresoras o salidas, así como a otras personas.
El rastreo de ubicación es un tema candente ahora a la luz de los requisitos del 911 mejorado de la Comisión Federal de Comunicaciones que exige que el 95 por ciento de todos los teléfonos celulares incluyan tecnología de identificación automática de ubicación como el Sistema de Posicionamiento Global para fines de 2005.
El objetivo, dice el profesor asociado de LCS Hari Balakrishnan, es desarrollar una alternativa interior al rastreo por GPS basado en satélites, que rara vez funciona dentro de los edificios y a menudo falla en el exterior cerca de edificios altos.
En el interior de los edificios, las interferencias magnéticas y de trayectos múltiples interrumpen los dispositivos de ubicación tradicionales. Hacer que algo funcione en interiores es particularmente desafiante, dice Balakrishnan. El objetivo para nosotros es obtener distancias lineales de unos pocos centímetros para que pueda saber dónde se encuentra dentro de un pie más o menos.
El truco de Cricket es hacer que cada baliza transmita continuamente dos señales: una de radio y una de ultrasonido. Debido a que la radio avanza rápidamente a la velocidad de la luz y los pulsos de ultrasonido viajan a la velocidad del sonido, el software Cricket que gobierna el dispositivo de escucha integrado en una pieza de hardware puede calcular la diferencia de tiempo entre los dos para determinar la ubicación. Entonces, si hay una brecha de diez milisegundos, entonces estás a unos diez pies de distancia, dice Balakrishnan.
Las balizas Cricket de bajo costo que funcionan con baterías se pueden colocar en los techos rápidamente sin calibración, lo que facilita la escalabilidad. Están colocados de modo que cualquier dispositivo de escucha pueda recibir señales de tres o cuatro dispositivos a la vez para localizar aún más la posición. Las balizas de Cricket también pueden enviar otra información más allá de las coordenadas de ubicación, por ejemplo, transmitiendo la identidad de los recursos clave en su ámbito.
El equipo de Oxygen también está trabajando en un prototipo de Cricket Compass que puede determinar en qué dirección está mirando el dispositivo de escucha. Al equipar cada dispositivo de escucha con varios receptores de ultrasonido colocados muy juntos, pueden comparar las diferencias mínimas entre los tiempos de recepción, determinando así la orientación. Esta capacidad podría ayudar a dirigir una computadora para que envíe información a la pantalla frontal más cercana, o podría mejorar las aplicaciones informativas y de punto de venta. Por ejemplo, los compradores pueden apuntar su computadora de mano hacia la exhibición de una tienda para averiguar acerca de las ventas cercanas, o los visitantes del museo pueden descargar información sobre una exhibición cercana. Cricket no está casado con una frecuencia de radio en particular, y Balakrishnan dice que pueden cambiar a Bluetooth si la tecnología despega. Sensibles a los matices de hermano mayor de Cricket, los investigadores también están diseñando protecciones complejas para la privacidad del usuario.
El mayor impacto de Cricket puede provenir de los sistemas integrados que rastrean no a las personas en una oficina, sino a las piezas a través de un almacén. De hecho, el grupo de Balakrishnan está experimentando con una biblioteca cableada, en la que cada libro presenta una etiqueta de radio rastreada por un sistema similar a Cricket. Un mejor seguimiento de los productos a lo largo de su fabricación y entrega podría ahorrar miles de millones en robos, pérdidas e ineficacia, al tiempo que evita las preocupaciones de privacidad asociadas al seguimiento de personas.
La habitación inteligente
Si, como sugiere el director de LCS, Victor Zue, Project Oxygen es un gran patio de recreo, entonces Intelligent Room es el nuevo y genial gimnasio de la jungla en el medio. La sala alberga una variedad de proyectos que exploran nuevas herramientas de colaboración e interfaces audiovisuales. Para Oxygen, el Laboratorio de Inteligencia Artificial se centra en tecnologías de reconocimiento de voz y visión que ayudarán a dar forma al Enviro 21 de Oxygen, un dispositivo de control de habitaciones que permite a los usuarios interactuar de forma natural con la computadora.
A primera vista, la sala inteligente parece una sala de reuniones típica, aunque con un exceso de pantallas de tablero en vivo proyectadas por computadora en la pared. Interactúa con las pantallas a través de la voz, el lápiz óptico, los gestos o, si todo lo demás falla, un panel táctil. El techo está tachonado con una serie de 32 micrófonos, dos cámaras de video estándar y dos cámaras de video estereoscópicas.
Un objetivo básico es mejorar las comunicaciones entre micrófonos y cámaras para que la computadora pueda determinar a quién prestar atención. La tarea de identificar a los hablantes es importante tanto para controlar las videoconferencias como para permitir que la computadora responda a los comandos del usuario sin confundirse. Con el tiempo, dichas comunicaciones, que se orquestan a través del innovador software de red de Oxygen, Metaglue, también ayudarán a la computadora a personalizar las respuestas de cada individuo.
En los sistemas de visión tradicionales, hay cámaras mono que intentan detectar objetos extrayendo el fondo pregrabado, pero cambiar la iluminación engaña a la cámara, dice Krzysztof Gajos, un A.I. Investigador del laboratorio y director técnico de la Sala Inteligente. Con las cámaras estéreo, no solo podemos grabar la imagen de fondo, sino también la forma del fondo. Es mucho más robusto.
Oxygen también está interesado en lo que la gente está mirando, por ejemplo, para ayudar a la computadora a decidir qué pantallas usar para una visualización óptima. El software rastrea la forma en que mira un usuario al combinar el software de reconocimiento facial con la información 3D proporcionada por una cámara estéreo. Para identificar la orientación, el algoritmo de cabeza-poste determina cómo cambian los rasgos faciales durante el movimiento. Entre otras aplicaciones, los investigadores esperan montar el sistema de seguimiento en robots para mejorar la navegación.
El investigador Harold Fox demostró SAM, una pantalla de computadora animada que muestra diferentes emociones para revelar su estado. En lugar de preceder los comandos diciendo computadora, lo que puede resultar confuso en las reuniones, el usuario simplemente mira el gráfico y el prototipo de Fox sabe escuchar. Cuando el usuario mira hacia otro lado, SAM se desconecta.
Si SAM, Cricket o Raw alguna vez encuentran su camino hacia las salas de conferencias, pasillos y dispositivos portátiles en los negocios cotidianos, es una pregunta que no recibirá respuesta durante años. Pero una cosa es cierta: los conceptos que inspiran sin duda lo harán.