Los físicos construyen pinzas láser controladas con Kinect

Kinect de Microsoft es un dispositivo de detección de movimiento que permite a las personas controlar los videojuegos de Xbox utilizando solo los movimientos corporales. Consiste en una cámara tipo webcam para crear una imagen de los jugadores, un láser infrarrojo para medir su distancia y un microchip especializado que interpreta los datos para rastrear personas y objetos en tres dimensiones.

La esperanza de Microsoft al lanzar Kinect era cambiar la forma en que la gente interactúa y juega a los videojuegos. Pero muchos usuarios reconocieron de inmediato que el dispositivo tenía aplicaciones más amplias y comenzaron a piratearlo para sus propios proyectos. En poco tiempo, Microsoft lanzó kits de desarrollo de software que permitían a cualquiera desarrollar aplicaciones para Kinect tanto en Xbox como en Windows.

Ingrese David McGloin y sus amigos de la Universidad de Dundee en Escocia, que son expertos en un área de la física llamada manipulación óptica: el uso de rayos láser altamente enfocados para atrapar, mover e incluso rotar partículas pequeñas como las células.

Las llamadas pinzas láser tienen muchas aplicaciones, como medir las fuerzas generadas por los motores moleculares y separar las células sanas de las cancerosas. Desarrollada en las décadas de 1970 y 1980, la técnica es ahora común en muchos laboratorios.

Sin embargo, un problema importante es el control de las pinzas láser. Los físicos han jugado con varias interfaces para hacer esto, como un mouse de computadora, almohadillas de rastreo de dedos e incluso control de iPad.

McGloin y compañía han adoptado un enfoque diferente. Estos tipos usan Windows 7 y Kinect para permitir el control de partículas pequeñas de todo el cuerpo. La interfaz permite al usuario recoger y empujar las partículas que ven en la pantalla de una computadora usando movimientos de manos, brazos y cuerpo.

El sistema muestra a los usuarios el campo de visión en el que operan las pinzas. Un movimiento de la mano crea una región de atrapamiento, que contiene partículas. Esto luego se puede levantar y mover con más movimientos de brazos.

Los investigadores lo prueban moviéndose alrededor de microesferas de silicio de unos pocos micrómetros de ancho utilizando un sistema láser holográfico infrarrojo estándar. A este sistema lo llaman HoloHands.

HoloHands tiene algunas limitaciones, por supuesto. Cualquiera que haya utilizado un Kinect sabrá que el dispositivo no es perfecto y que se producen varios retrasos y malas interpretaciones de los movimientos corporales con bastante regularidad. El sistema escocés sufre problemas similares.

El equipo ha producido un video que muestra el sistema en funcionamiento, junto con varios pequeños retrasos.

McGloin y su equipo también informan que manipular partículas durante largos períodos de tiempo es un negocio agotador. Y el sistema Kinect carece de una forma de realizar mediciones cuantitativas. Esto hace que sea difícil de usar para trabajos de precisión, dicen.

Sin embargo, señalan que HoloHands es una ayuda didáctica útil y debería tener un gran potencial para mostrar a una nueva generación de estudiantes el potencial de las pinzas ópticas. No está más allá del ámbito de lo posible imaginar que los simples juegos de pinzas láser podrían ser posibles con un sistema de este tipo; Pong jugaba con microesferas de silicio, por ejemplo.

Con un poco más de desarrollo, podría brindar a los estudiantes una comprensión intuitiva de la física en esta escala y en qué se diferencia del macromundo. El micro-pong jugado con microesferas de silicio suspendidas en agua tendría una dinámica bastante diferente a la del mismo juego jugado con una pelota de tenis, por ejemplo.

También puede ser posible construir cosas a mano usando un dispositivo de este tipo. No es difícil imaginar una especie de configuración tipo Lego en la que los estudiantes creen dispositivos y máquinas a microescala utilizando HoloHands.

Todo eso suena interesante. HoloHands no va a cambiar la naturaleza de la ciencia o nuestra comprensión de la manipulación óptica, pero podría convertirse en un dispositivo de enseñanza útil y tal vez incluso en una útil herramienta de ingeniería. También va a ser muy divertido.

Ref: arxiv.org/abs/1211.0220 : HoloHands: Control Kinect de pinzas ópticas

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