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La segunda piel captura el movimiento
Los investigadores del MIT han desarrollado un nuevo sistema que puede proporcionar una forma más económica y eficiente de rastrear el movimiento. El sistema, llamado Segunda piel , podría ser una alternativa más económica para crear efectos especiales para películas. Los investigadores dicen que esperan que también se utilice para ayudar a las personas a controlar sus propios movimientos para que puedan practicar fisioterapia o perfeccionar sus movimientos de tai chi.
Luz codificada: Este proyector envía pulsos de luz varias veces por segundo. Estos pulsos de luz son captados por fotosensores que lleva el sujeto que está siendo rastreado.
Los sistemas de seguimiento tradicionales involucran cámaras de alta velocidad colocadas alrededor de un set especialmente iluminado. El sujeto que se rastrea usa marcadores especiales que reflejan la luz emitida por las cámaras. Las cámaras capturan y registran la luz reflejada varias veces por segundo, para rastrear el movimiento del sujeto. Cuando el sistema se usa para hacer películas, los programas de software y un equipo de animadores convierten los datos en un personaje animado. Estos sistemas de seguimiento de movimiento pueden costar hasta cientos de miles de dólares. Los sistemas alternativos que usan imanes, acelerómetros o exoesqueletos, respectivamente, necesitan una configuración y calibración aún más extensas, son propensos a errores o voluminosos e inflexibles.
A diferencia de los sistemas de seguimiento óptico tradicionales, Second Skin no depende en absoluto de las cámaras. En cambio, el sistema utiliza proyectores económicos que se pueden montar en techos o al aire libre. Por lo tanto, el sistema se puede usar en interiores y exteriores sin iluminación especial, y cuesta solo unos pocos miles de dólares, dice Ramesh Raskar , profesor asociado del Media Lab del MIT e investigador principal de Second Skin junto con el estudiante de posgrado Dennis Miaw.
Creo que es una tecnología revolucionaria, dice Chris Bregler , profesor asociado de ciencias de la computación en la Universidad de Nueva York, que trabaja en sistemas de visión por computadora para el seguimiento del movimiento y no participó en la investigación Second Skin. Te permite realizar capturas de movimiento en muchos escenarios en los que muchas otras personas querían hacer captura de movimiento antes y no podían.
Diminutos fotosensores incrustados en la ropa normal registran el movimiento. Los proyectores envían patrones de luz infrarroja cercana, aproximadamente 10,000 patrones diferentes por segundo. Cuando los patrones golpean los pequeños fotosensores incrustados en la ropa del sujeto, los fotosensores capturan la luz codificada y la convierten en una señal binaria que indica la posición del sensor. Debido a que los patrones de luz afectarán a los sensores de manera diferente, dependiendo de dónde se encuentren, cada sensor recibe un patrón de luz único. Estos patrones se registran unas 500 veces por segundo para cada sensor. Los sensores envían la información a un microcontrolador delgado y liviano que usa el sujeto debajo de su ropa, que luego transmite los datos a una computadora a través de Bluetooth. El sistema completo puede costar menos de $ 1,000, cada fotosensor cuesta alrededor de $ 2, un sensor de vibración $ 80 y un proyector $ 50. (Raskar dice que se requieren al menos seis proyectores por sistema). Cada fotodector esencialmente decodifica su propia ubicación interior de una manera similar al GPS, dice.
Seguimiento y vibración: Pequeños fotosensores están incrustados en la tela negra que se muestra arriba. Los vibradores azules también rodean la muñeca del sujeto (izquierda). Los fotosensores capturan la luz emitida por proyectores cercanos para determinar la posición del brazo del sujeto. Luego, el software compara la posición real del brazo (línea roja) con la posición ideal del brazo (línea amarilla). Los círculos corresponden a los vibradores; el verde vibrará para indicar la posición correcta al sujeto.
Debido a que cada sensor Second Skin tiene una identificación única, Raskar dice que será más preciso que los sistemas ópticos tradicionales, en los que los reflectores que lleva el sujeto no se pueden distinguir entre sí y pueden causar errores cuando un reflector se cruza con otro. Además, Raskar ha demostrado que el sistema funciona en exteriores y en la oscuridad.
En teoría, todo lo que su sistema puede hacer, podríamos hacerlo mediante visión por computadora, pero en la práctica aún no hemos encontrado una solución, dice Bregler. Con sus sensores, es muy preciso y muy claro dónde está [la persona] de un fotograma a otro.
Para la industria del cine, esto significa potencialmente que el seguimiento de movimiento se puede realizar en un set regular, lo que ahorraría tiempo de producción y permitiría a los actores trabajar en un entorno natural. Estos elaborados sistemas obstaculizan el intento de filmar estas películas, dice Steve Sullivan , el oficial superior de tecnología de Lucasfilm Luz industrial y magia (ILM). Mucha gente ve el seguimiento de movimiento como un problema resuelto, pero creo que podemos hacer mucho más para que sea más accesible para una variedad de personas y menos en el camino. ILM desarrolló recientemente un sistema patentado especial de bandas de alto contraste para el seguimiento de movimiento en el set para Piratas del caribe 2 y Ironman , pero los actores deben usar un traje especial y se requiere un procesamiento posterior extenso, dice Sullivan. Es genial escuchar que los investigadores están tratando de abordar este problema, porque es un problema tener que dividir la producción y filmar escenas y actores por separado en estos escenarios.
Creo que gran parte del potencial de este tipo de tecnología de seguimiento de gama baja es ... más para aplicaciones nuevas, en las que no se puede dedicar todo el tiempo a perfeccionarlas, dice Michael. Mismo , profesor asociado de informática en la Universidad de Wisconsin-Madison. Gleicher dice que el seguimiento de movimiento se está volviendo más popular en los videojuegos que pueden rastrear a un jugador y reaccionar en tiempo real.
Los investigadores también han demostrado que el sistema se puede utilizar para ayudar a rastrear y corregir movimientos en un simple ejercicio de tai chi. Tal sistema incorpora diminutos vibradores que se mueven cuando la posición actual de la extremidad del sujeto está fuera de curso para indicarle al sujeto la necesidad de autocorrección. De la misma manera, los investigadores especulan que el sistema también podría usarse para fisioterapia o para rastrear los movimientos de un sujeto, con el fin de prevenir caídas.