Diseña Cinvestav lentes inteligentes guía para discapacitados visuales

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28 noviembre, 2019

Integran módulos de visión, iluminación, posicionamiento, navegación, guía audible y unidad de cómputo que procesa los datos con inteligencia artificial y algoritmos especializados

Ciudad de México.- Cálculos de la OMS indican que a nivel internacional mil 300 millones de personas viven con alguna forma de deficiencia visual y de acuerdo con cifras del INEGI la población de ciegos y débiles visuales el país es de casi un millón 300 mil, además el Censo de Población y Vivienda 2010, ubica a esta condición como la segunda causa de discapacidad, misma que genera dependencia, acceso reducido a actividades productivas y dificultadas para la movilidad.

Con este contexto, investigadores del Cinvestav Unidad Guadalajara desarrollaron un dispositivo denominado SmartOjo, que consiste en unos lentes guía para discapacitados visuales los cuales integran una serie de herramientas tecnológicas como cámara, parlantes, teléfono inteligente y computadora de última generación para permitir navegar, evadir obstáculos fijos o móviles, reconocer rostros, identificar billetes y leer anuncios o etiquetas, entre otras funciones.

“Es un proyecto que inició hace diez años cuando se trabajaba en algoritmos guía para robots humanoides, así surgió la idea para diseñar el dispositivo; son unos lentes con dos (pequeñas) cámaras para visión estereoscópica, conectada a una computadora de bolsillo que realiza todos los cálculos y emite señales audibles para dar instrucciones a la persona”, sostuvo Eduardo Bayro Corrochano, líder del proyecto.

El dispositivo se integra por seis módulos: de visión, para reconocer patrones en un rango de uno a 18 metros y referencias visuales como líneas de pisos, paredes u obstáculos comunes que permiten realizar actividades repetitivas como las de una línea de producción.

El de iluminación, cuenta con led de luz blanca para condiciones de poca iluminación y sensores de ultrasonido en caso de oscuridad; y posicionamiento global (GPS) vía teléfono celular o Wifi, con lo cual genera una ruta, luego de introducir datos sobre el destino por medio de una señal audible.

Además, el módulo de navegación es un software complejo de procesamiento de imágenes de manera inteligente y en tiempo real para tomar decisiones, la combinación de información, así como el razonamiento tienen como base la interpretación de estímulos visuales, los mapas de internet y el GPS; el de guía audible, ofrece indicaciones por voz. La unidad de cómputo procesa todos los datos mediante algoritmos especializados para integrar un sistema de inteligencia y visión artificial que entiende la escena para traducirla en un lenguaje comprensible

Las cámaras se conectan a la computadora para el procesamiento de imágenes y la detección tridimensional del entorno; el usuario recibe información a través de un auricular colocado detrás de la oreja; al usar imágenes estereoscópicas, la computadora crea un mapa 3D de los alrededores y un sendero para evitar obstáculos estáticos y en movimiento (dinámicos).

El dispositivo conjuga lo mejor en software y hardware, sus dos cámaras no se saturan con la luz del sol y captan 300 mil puntos tridimensionales por cuadro a 30 cuadros cada segundo, es decir, cada 33 milisegundos, así se mapea el ambiente en tiempo real aún en condiciones de poca luz.

El usuario es relocalizado constantemente a través de un GPS y en combinación con un celular puede programar Google Maps, para poder conocer su ubicación en la ciudad; al conectar el sistema con el teléfono se pueden aprovechar todas sus funciones, no es necesario programarlas, solo se conectan vía bluetooth con la computadora para interactuar.

Gracias a un mapa de profundidad y planificación calculada en tiempo real, el usuario puede recibir mensajes de audio de orientación sobre cómo moverse en el entorno; para facilitar la navegación, el sistema reconoce etiquetas y avisos como entrada, salida, biblioteca o farmacia, por mencionar algunos.

El sistema reconoce objetos 3D, como herramientas, frutas, libros, puertas y sillas, entre otros, esto ayuda al usuario cuando trabaja o necesita alcanzar objetos. También, reconoce caras de personas, bienes y productos de interés en un supermercado; además, puede identificar billetes, documentos personales como pasaportes, identificaciones o tarjetas.

“Reconocer billetes y establecer su denominación parece un proceso sencillo pero no es así, porque no se pueden mostrar de forma paralela a la cámara, en ocasiones se encuentran arrugados o sucios y los algoritmos normales comenten muchos errores, para evitar eso usamos Deep learning o aprendizaje profundo, de inteligencia artificial, con lo cual se tiene una eficiencia de 98 por ciento ya sean billetes mexicanos, colombianos, euros o dólares”, explicó Bayro Corrochano.

El objetivo del proyecto es brindar un servicio a los discapacitados visuales, con la intención de permitirles mayor autonomía e incorporación a los sistemas productivos mediante un desarrollo tecnológico de bajo costo. SmartOjo cuenta con dos patentes del Instituto Mexicano de Propiedad Industrial y para 2020 ya se encontrará en el mercado. (CINVESTAV)