Lápiz mágico de Microsoft

Si Jian Wang se saliera con la suya, todo sería digital.

Odio las impresoras: convierten las cosas digitales en analógicas, bromea, vadeando un mar de cubículos en Microsoft Research Asia en Beijing, China. De cuarenta años y larguirucho, el informático se especializa en inventar nuevas interfaces informáticas para cerrar la brecha entre lo analógico y lo digital. Su propia interfaz, sin embargo, es una amplia sonrisa, que complementa su camisa de mezclilla y su actitud relajada.

Esta historia fue parte de nuestro número de mayo de 2004

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Al detenerse en un escritorio, Wang toma un bolígrafo plateado rectangular del tamaño de un marcador mágico y garabatea algunas correcciones en un documento de papel. Pero este no es un bolígrafo ordinario. Unos segundos después, sus comentarios aparecen en una pantalla de computadora cercana, superpuesta a la versión electrónica del documento en el lugar exacto donde escribió en la copia impresa. El bolígrafo de Wang captura la escritura a mano y permite a los usuarios realizar cambios en archivos digitales en papel.

Este bolígrafo universal, como lo llama Wang, podría transformar la forma en que las personas interactúan con las computadoras. A diferencia de los artilugios que escriben en pantallas de computadora o blocs de papel especiales, el invento de Wang utiliza tinta normal, funciona con papel normal y permite a los usuarios combinar texto escrito a mano y diagramas con contenido digital de informes, revistas y páginas web. Un ejecutivo en un viaje en avión, por ejemplo, podría marcar una copia en papel de un informe y luego transferir los cambios al archivo en su computadora automáticamente.

El lápiz digital de Wang también refleja una transformación en curso en el proceso de invención en algunos grandes laboratorios corporativos, una hibridación del inventor solitario y la I + D corporativa tradicional. Wang es el inventor principal del bolígrafo, y es su perspicacia, atrevimiento y creatividad lo que ha impulsado en gran medida el esfuerzo por desarrollarlo. Pero al mismo tiempo, no podría haber logrado un progreso tan rápido sin la experiencia colectiva de Microsoft en algoritmos de reconocimiento de patrones, visión por computadora, tecnologías de escritura a mano y software de edición de texto. Personalmente, estoy muy emocionado por ello, dice Rick Rashid, vicepresidente senior de Microsoft Research, cuya instalación principal se encuentra en Redmond, WA. Es un ejemplo de un nuevo tipo de incubación de productos que hacemos, ... uno que reúne a personas con muchas habilidades diferentes para resolver un problema único.

Llamadas de Microsoft

Montones de papeles del Himalaya llenan la oficina de Wang, a pesar de su proclamado aversión por las impresiones. En medio de estos recordatorios del mundo analógico, el inventor describe los inicios del proyecto de la pluma. Como profesor de psicología de la ingeniería en la Universidad de Zhejiang en Hangzhou, China, Wang se había hecho un nombre en las interfaces humano-computadora y los sistemas de realidad virtual. Luego, en 1998, en el apogeo de su carrera académica, recibió un correo electrónico críptico de Kai-Fu Lee, un investigador de renombre que recién estaba iniciando el laboratorio de Microsoft en Beijing. Lee sugirió que se reunieran, pero estaba demasiado ocupado para explicar por qué. No sé cómo consiguió mi nombre, se ríe Wang, y no me explicó quién era.

Sintiéndose aventurero, Wang fue de todos modos. Rápidamente descubrió que él y Lee compartían la ambición de crear una interfaz de usuario para computadoras basada en la escritura a mano. El proyecto de la pluma se inspiró en parte en el deseo de Wang de permitir que las computadoras móviles manejen idiomas asiáticos escritos a mano. Pero a partir de su investigación académica sobre interfaces 3-D, había aprendido que si la tecnología no está diseñada para ser práctica y atractiva para una variedad de usuarios, no será ampliamente adoptada. Queríamos hacer un gran avance, no mejoras, dice, y agrega que en Microsoft había encontrado un socio perfecto. Me di cuenta de que este es el lugar para estar si desea que millones de personas usen su invento en lugar de solo un par. Con esa motivación, Wang dejó la Universidad de Zhejiang y se unió al laboratorio de Beijing en el otoño de 1999.

Inmediatamente, Wang, Lee y un grupo central de investigadores comenzaron sesiones diarias de lluvia de ideas para definir los objetivos del proyecto, sesiones que eventualmente incluyeron a su máximo jefe. Cuando hablamos con Bill [Gates] sobre esta tecnología, dice Wang, nos dimos cuenta de que estábamos inventando un nuevo tipo de documento, no solo un bolígrafo. La idea clave, que encaja con el negocio de Microsoft de hacer que las computadoras de oficina sean más útiles, era que un documento podía mantenerse digital incluso cuando se imprimía, con el tipo de interfaz de lápiz y software adecuados.

Tomó la mayor parte de cuatro años para que funcionara. Microsoft no solo se quedó con Wang, sino que también le permitió formar un equipo de unos 20 investigadores, lo que le dio acceso a las habilidades en programación y hardware que necesitaba para diseñar el bolígrafo. Después de algunos comienzos en falso, incluida una versión engorrosa que infería lo que el usuario estaba escribiendo a partir de los movimientos del lápiz, el equipo de Wang aprovechó los avances en los algoritmos de visión por computadora y basó la detección del lápiz en una simple cámara digital.

El primer desafío de los investigadores fue encontrar una forma de determinar la posición del lápiz en la página. Su solución implica un software especial que coloca un patrón de fondo apenas visible, como una marca de agua, en papel de copia estándar a medida que se imprime un documento (consulte Colocación del lápiz en ... computadora, a continuación). Eso permite a la computadora determinar no solo exactamente dónde está el lápiz en relación con el documento, sino también qué documento se está modificando, porque cada página tiene un código único. Un sensor de presión en el lápiz activa una pequeña cámara incorporada, que toma fotografías de la escritura del usuario. Las imágenes se almacenan en el lápiz en un chip de memoria como los que se encuentran en las cámaras digitales; cuando se coloca a pocos metros de una PC o computadora portátil que tiene instalado el software adecuado, el lápiz transmite las imágenes de forma inalámbrica mediante una conexión Bluetooth.

Poniendo el bolígrafo en ... computadora

El bolígrafo contiene una cámara digital, un sensor de presión, una radio Bluetooth y un chip de memoria. Mientras el usuario escribe en papel, la cámara toma pequeñas imágenes de la tinta.
El papel tiene un patrón de fondo, como una marca de agua, que se imprime con el documento. La computadora usa este código para averiguar exactamente dónde está la tinta en la página.
El ordenador recibe la secuencia de imágenes de forma inalámbrica y reconstruye la escritura a mano en el lugar correcto en el archivo del documento digital. Con un software de edición especial, el usuario puede manipular y formatear la escritura a mano.

Interpretar esas imágenes e incorporarlas a archivos digitales resultó ser un problema más complicado. El truco, explica Wang, consiste en hacer que la computadora reconozca diferentes tipos de escritura y dibujos (saber qué es un cuadro, qué es una oración y qué es un garabato) solo a partir de una serie de fotos. Primero, los algoritmos de visión por computadora clasifican secuencias de marcas como palabras, diagramas o formas, todos los cuales pueden manipularse. Entonces, el software de reconocimiento de caracteres, tema de años de investigación intensiva en Microsoft y en otros lugares, le da sentido al texto escrito a mano. En la pantalla de la computadora, las marcas del usuario se muestran como escritura a mano incrustada en el documento. Las herramientas de software pueden convertir la escritura en texto mecanografiado y gráficos renderizados; con estas herramientas, el usuario puede manipular, digamos, cuadros y texto de un diagrama de flujo dibujado a mano.

Además de permitir a los usuarios importar y manipular texto escrito a mano, tablas y gráficos, dice Wang, el bolígrafo permitirá que varios colaboradores hagan comentarios en impresiones separadas de un documento; la computadora podría entonces integrarlos todos en el mismo archivo. El resultado final, dice Wang, será una interfaz como un escáner portátil, pero lo suficientemente inteligente como para comprender las imágenes que captura y cumplir el sueño de su inventor de convertir montones de papel analógico en archivos digitales.

Plumas omnipresentes

Lejos del laboratorio, con una comida de sopa de albóndigas al estilo de Shanghai y pescado al vapor, Wang explica cómo el cultivo del laboratorio promueve la invención. Además de compartir la mentalidad de trabajar duro, comer duro, dice, los miembros y líderes del laboratorio son investigadores experimentados que entienden que los avances toman tiempo. No siempre tienes que demostrar tu valía en un mes, o incluso en un año, dice Wang. Por lo tanto, los investigadores tienen la flexibilidad de probar una variedad de enfoques, importantes para proyectos ambiciosos como reinventar la pluma.

Microsoft Research Asia es un gran laboratorio corporativo que emplea a 150 investigadores a tiempo completo, pero sorprendentemente tiene poca burocracia, dice Wang. Sin procedimientos especiales de aprobación. Sin mandatos de mano dura desde arriba. La compañía intenta fomentar la invención dando a sus ingenieros la libertad de explorar vías interesantes de investigación a largo plazo, mientras se concentra en los resultados a corto plazo estableciendo hitos y realizando revisiones de proyectos varias veces al año. Eso lo hace más parecido a un entorno de estilo académico, dice Wang. Publicamos artículos, asistimos a conferencias y recibimos a muchos profesores visitantes. Es un entorno abierto.

Los observadores dicen que esta apertura es esencial para la productividad del laboratorio, especialmente en un país con una historia limitada de investigación corporativa. Han tenido éxito debido a sus vínculos con la academia, dice Shiqiang Yang, vicepresidente ejecutivo del Departamento de Ciencia y Tecnología de Computación de la Universidad de Tsinghua, una de las principales escuelas de ingeniería de Beijing. El libre intercambio de ideas con estudiantes y profesores ha fortalecido la posición del laboratorio en la comunidad académica y eso lo ayuda a reclutar a algunos de los mejores estudiantes e informáticos de China.

Los estrechos vínculos están dando sus frutos: más de 70 tecnologías desarrolladas en el laboratorio de Beijing se han introducido en los productos de Microsoft en áreas como gráficos de videojuegos y reconocimiento de voz para dictados. En cuanto al bolígrafo digital de Wang, podría abrir mercados completamente nuevos para Microsoft. Aunque todavía faltan algunos años para la comercialización, el equipo de Wang está en conversaciones con los grupos de desarrollo de productos de la empresa en Redmond. Aún no se han hecho planes de productos específicos, dice Rashid, pero genera muchas ideas interesantes sobre lo que podría ser posible.

De hecho, las tecnologías desarrolladas por el grupo de Wang en el transcurso del proyecto de la pluma ya están dando dividendos a la empresa. El software que puede reconocer y manipular la escritura a mano en una pantalla es una característica del sistema operativo Tablet PC que Microsoft lanzó en 2002. El mercado asiático podría ser el primer punto de entrada para interfaces como el lápiz digital debido a la demanda de software para reconocer y editar Caracteres en idiomas asiáticos, cuya gran cantidad los hace tediosos de ingresar usando teclados.

Con cualquier nueva invención, existen numerosos desafíos para transformar un prototipo emocionante en un producto real; pero aquí, la formación de Wang en psicología y factores humanos debería serle de gran utilidad. El lápiz y su software deben ser más fáciles de usar, dice; los clientes no tolerarán una mayor complejidad. Sin embargo, una vez resueltos los problemas restantes, la invención tiene el potencial de volverse omnipresente, debido a la familiaridad y conveniencia de los bolígrafos ordinarios. La pluma es tan penetrante, tan expresiva y uno de los mejores inventos, dice Wang. Así que creo que el bolígrafo podría ser un dispositivo informático muy bueno para el futuro.

En última instancia, dice Wang, todo lo que esté en su escritorio (libros, diarios, impresiones) tendrá una conexión digital a su computadora. Es lo que él llama cerrar el círculo entre lo analógico y lo digital. Y con el aumento de la capacidad de cómputo y la memoria, un dispositivo como el lápiz de Wang podría convertirse en la principal interfaz de computadora que la gente usa en la carretera. Wang imagina que los usuarios no solo podrían ingresar y almacenar datos, sino también, con una computadora de mano inalámbrica, acceder a información en, digamos, un artículo de revista simplemente subrayando palabras que pueden ser reconocidas y buscadas en la Web.

Sin embargo, con tanto que hacer, Wang no tiene tiempo que perder. Puede que trabaje para una de las corporaciones más grandes del mundo, pero aún mantiene las largas horas nocturnas de un inventor solitario. Después de la cena, mientras la mayor parte de Beijing está oscura y tranquila, él vuelve al trabajo, con la intención de escribir el futuro de las interfaces humano-computadora.

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