Este Miércoles de CTI tendrá un toque diferente ya que navegaremos a través de un proyecto que es desarrollado en el Parque de Innovación Tecnológica (PIT) de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), encabezado por el colaborador Juan Augusto Campos Leal, quien cursa la Maestría en Ciencias de la Información en la Facultad de Informática Culiacán de la UAS, bajo la asesoría del Dr. Ulises Zaldívar Colado en la línea de investigación de Robótica y Realidad Virtual. Además, Juan augusto realizó una estancia en La Universidad de Versalles en Francia, donde comenzó su proyecto titulado: “Diseño de un guante de datos de alta precisión basado en sensores inerciales”, el cual fue nominado junto con otros 10 trabajos en la categoría posgrado para el premio Dr. Rafael Kelly 2017 en el Congreso Mexicano de Robótica 2017.

 

Inicios de las manos virtuales

«Nuestra primera conexión física con el mundo son nuestras manos», así lo dijeron en 1994 David Sturman y David Zeltzer, esto gracias a la importancia de utilizar estas herramientas para interactuar con el entorno y la facilidad de realizar tareas simples o complejas en la vida diaria. Incluso debido a su magnitud se ha investigado durante años la integración de estas en la Realidad Virtual, área en la que Juan Augusto ha explorado y manipulado con el guante, un mundo tridimensional dentro de una pantalla bidimensional.

Esta combinación de la robótica y la realidad virtual es utilizada para capturar movimientos del cuerpo humano a través de los sistemas basados en sistemas inerciales, incluso en sus inicios las manos virtuales se representaban basando su diseño en diseños simples, como ejemplo está el trabajo realizado en 1990 por Iwata, que la mano diseñada estaba compuesta por 16 puntos de control y planteaba un método de fuerza-retroalimentación, en el que se manipulaban objetos en un ambiente virtual.

De igual manera, algunos otros estudios han sido probados para movimientos de la pelvis, el tronco y el antebrazo. Sin embargo, en algunos lugares lo adaptan a sus necesidades, así como en Japón, Yoshifumi Kitamura utilizó los palillos chinos como herramienta de manipulación, y así como estos, hay otro gran número de objetos que son utilizados en ambientes virtuales.

 

Desarrollo del prototipo

Actualmente existen sistemas basados en sensores inerciales (unidades de medición inercial, IMU por sus siglas en inglés) para captura de movimiento de distintas partes del cuerpo humano, y a pesar de que esta tecnología está avanzada, Juan Augusto encontró un área de oportunidad en la captura de movimientos de los dedos de la mano a través de los IMU en la realidad virtual, siendo eso lo que lo impulsó a desarrollar su prototipo.

Este prototipo está compuesto por un conjunto de sensores inerciales colocados en la mano del usuario, estos son utilizados para transmitir los movimientos de las falanges proximales y mediales de cada dedo en la mano. La flexión del elemento distal se calcula con relación a la flexión mediana de la falange. El movimiento que se captura a través de los sensores se transmite por medio de un microcontrolador a un ordenador, donde es posible dibujar una mano virtual aplicando los valores capturados por los sensores. El guante representa la mano virtual que imita la configuración de la mano real.

Una de las problemáticas de los guantes de datos comerciales en aplicaciones de realidad virtual es el costo tan elevado con el que te los encuentras en el mercado como es el caso del Cyberglove, por lo que el colaborador del PIT-UAS busca que su prototipo tenga una particularidad importante: que sea accesible para el público en general a un costo considerable.

 

Beneficios y áreas de oportunidad

Esta implementación tecnológica que está realizando Juan Augusto Campos con el asesoramiento del Dr. Ulíses Zaldívar y apoyado Dr. Samir Garbaya, Dra. Xiomara Zaldívar y Dr. Pierre Blazevic, cuenta con las siguientes ventajas de usar IMU como captura de movimiento en realidad virtual:

• Es de bajo costo.
• Cuenta con una alta precisión.
• Su tamaño es pequeño.
• La lectura de datos es limpia.
• Es autodependiente.
• Tiene Data Motion Process integrado.
• No es un sistema de origen-destino.
• Se puede utilizar en aplicaciones para ensamble virtual.

Sin embargo, también cuenta con algunas desventajas:

• Sistema cableado (opcional).
• No existe una interfaz comercial.
• Se debe desarrollar la propia.

El guasavense Juan Augusto Campos Leal valora primeramente la oportunidad de seguir preparándose con sus estudios de posgrado, además de la posibilidad de haber realizado una estancia en el extranjero le dejó mucho aprendizaje y experiencias, así como asistir a congresos de talla nacional y que personas relacionadas con el área reconozcan el trabajo que materializa, para él es algo muy satisfactorio.

Por último, comentó lo gratificante que es la experiencia multidisciplinaria en el desarrollo de este prototipo, debido a la combinación de diversas áreas como ingeniería electrónica, programación y animación 3D. Experiencias que lo comprometen a seguir trabajando en su proyecto y aprovechar al máximo las áreas en las que se puede mejorar para finalizar con un producto más completo.

Alfredo Careaga (Comunicación y Difusión PIT-UAS)