Tecnología Colombia Bucaramanga, Colombia, Viernes, 14 de marzo de 2008 a las 18:17

Investigadores colombianos crean un prototipo de rat贸n de ordenador que se puede mover con los ojos

El sistema de la Universidad Industrial de Santander permite dirigir el cursor por la pantalla con la mirada

YCC/NOTICYT/DICYT Científicos colombianos de la Escuela de Física de la Universidad Industrial de Santander (UIS) han desarrollado el Mouse Vision (MV), un sistema ideado e implementado por investigadores del Grupo Cimbios que, según su director, David Miranda, permite mover el puntero o cursor sobre la pantalla del ordenador con el movimiento de los ojos. Esto se logra aprovechando los principios de la reflexión de la luz sobre distintas superficies.

 

Al incidir un haz de luz infrarroja de muy baja potencia sobre la mucosa ocular del usuario del Mouse Vision (MV), ésta refleja una señal que cambia de intensidad cuando el ojo se mueve. Este cambio de intensidad en la señal se puede medir gracias a dos dispositivos dispuestos frente a cada ojo, montados en las lentes de unas gafas que sirven de soporte mecánico al sistema. De esta forma se obtiene una primera información clave.


"La fase de codificar la información del movimiento de los ojos supuso tener en cuenta varias formas de hacerlo, sin embargo, la más barata y fácil de implementar era ésta, en la que aprovechamos el cambio relativo de la posición de la córnea y del cristalino cuando se mira en diferentes direcciones, y por consiguiente, el cambio de intensidad en la luz que se refleja", señala el profesor Miranda.


Otra de las preguntas surgió sobre el posible daño que sufriría el ojo al ser impactado por la luz necesaria para reflejar la señal cuyo cambio de intensidad se va midiendo. "Encontramos un estudio en primates que había sido realizado con láser infrarrojo, el estudio reportó daños, pero por la alta intensidad del láser. En nuestro caso utilizamos dos emisores de luz, infrarrojos de muy baja potencia, lo cual garantizaba que no iban a ocasionar daños ni a la retina ni a la mucosa ocular", señaló Miranda.


Sin embargo, no era suficiente con esta información codificada del cambio de intensidad lumínica. Los cambios, medidos por un sistema de detección con dos diminutos sensores o fotodiodos montados sobre las lentes de las gafas del usuario del Mouse Vision, deben ser ingresados en el ordenador. Esto se hizo con una tarjeta de sonido que recoge los cambios en la señal que envían los sensores en forma de impulsos para incorporase por el canal de audio del PC.


Así, un usuario del MV sólo debe probarse sus gafas equipadas con los dispositivos que emiten la luz (diodos) y los que miden el reflejo (fotodiodos) y sentarse frente al ordenador para permitir que sus ojos reciban la luz de baja intensidad cuyo reflejo es medido, dependiendo de su movimiento ocular. De esta manera, si mueve sus ojos a la derecha, el cursor también lo hará. Incluso al abrir y cerrar los ojos suavemente se hará click, explicó Miranda.


Redes neuronales para el movimiento


Ahora bien, una vez transmitida la señal al PC, ¿cómo identifica el programa que un cambio de intensidad lumínica del ojo quiere decir que el cursor vaya a la derecha o la izquierda? ¿Cómo decide tal movimiento? Mediante el diseño y funcionamiento de una red neuronal artificial estadística (RNA), una herramienta computacional que simula la manera de operar del cerebro humano.
 

Las RNA están compuestas de un gran número de elementos de procesamiento altamente interconectados trabajando al mismo tiempo para la solución de problemas específicos. "Las RNA, son modelos matemáticos que pretenden emular el funcionamiento del cerebro humano. Su aplicación en economía e ingeniería surge a finales de los años 80 con buenos resultados", explicó el profesor de la Universidad Nacional de Colombia, Jesús Delgado.


De esta forma, Miranda y su colega Edwin Silva, "entrenaron" una red neuronal estadística para que reconociera parámetros e instrucciones que le permitiera seleccionar y decidir el movimiento del cursor, mediante la identificación de los cambios de intensidad específicos de la señal lumínica, transformados en impulsos, provenientes del movimiento de los ojos del usuario del MV.


Finalmente, hacía falta que las decisiones de la red neuronal llegaran directamente al dispositivo que controla el ratón en el software del computador. Esto se logró gracias a la cooperación del ingeniero Óscar Miranda, quien diseñó el programa que permitió que los parámetros dictados por la red fueran ejecutados por el cursor. Cabe agregar que existen prototipos como el Head Mouse, realizado en España, que permite el movimiento del cursor dirigido por la cabeza. "Estos esfuerzos conducen a mejorar la interacción con el PC en el caso de personas con limitaciones en sus miembros superiores", comentó David Miranda. "También se esperan versiones mejoradas de este desarrollo que podrían ser empleadas en juegos de realidad virtual", concluyó el investigador.