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El perro lleva un arnés con sensores para controlar sus posturas. Fuente: NCSU
Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un conjunto de herramientas tecnológicas que permite adiestrar a un perro de forma autónoma y eficiente desde un ordenador, basándose en el lenguaje corporal del animal.
El kit está compuesto por un arnés personalizado con sensores para controlar la postura del perro, y una serie de algoritmos que transforman esa información en el ordenador para confirmar de forma rápida y con gran precisión si se trata del comportamiento correcto.
"La tecnología integra los principios fundamentales del aprendizaje animal en un sistema informático, por lo que estamos seguros de que se podrá aplicar a una amplia gama de comportamientos caninos", asegura Alper Bozkurt, uno de los autores de la investigación, en un comunicado de la universidad.
Así, el sistema sería de utilidad para agilizar el entrenamiento de perros de asistencia, aquellos que prestan ayuda a personas con alguna discapacidad física, o incluso se podría adaptar en última instancia para formación humana.
El arnés se adapta cómodamente al cuerpo perro, mientras los sensores registran sus posturas y lenguaje corporal. Además está equipado con un pequeño ordenador del tamaño de una baraja de cartas que transmite de forma inalámbrica los datos de los sensores. A partir de ahí, un software recopila, interpreta y comunica esa información, traduciendo las solicitudes humanas en señales que llegan al arnés.
La tecnología se complementa con altavoces y motores de vibración para facilitar la comunicación, así como unos sensores fisiológicos que controlan otros aspectos como la frecuencia cardiaca y la temperatura corporal.
El estudio se ha publicado en una edición especial de la revista International Journal of Human-Computer Studies, que se centra en la interacción de los animales con ordenadores.
El kit está compuesto por un arnés personalizado con sensores para controlar la postura del perro, y una serie de algoritmos que transforman esa información en el ordenador para confirmar de forma rápida y con gran precisión si se trata del comportamiento correcto.
"La tecnología integra los principios fundamentales del aprendizaje animal en un sistema informático, por lo que estamos seguros de que se podrá aplicar a una amplia gama de comportamientos caninos", asegura Alper Bozkurt, uno de los autores de la investigación, en un comunicado de la universidad.
Así, el sistema sería de utilidad para agilizar el entrenamiento de perros de asistencia, aquellos que prestan ayuda a personas con alguna discapacidad física, o incluso se podría adaptar en última instancia para formación humana.
El arnés se adapta cómodamente al cuerpo perro, mientras los sensores registran sus posturas y lenguaje corporal. Además está equipado con un pequeño ordenador del tamaño de una baraja de cartas que transmite de forma inalámbrica los datos de los sensores. A partir de ahí, un software recopila, interpreta y comunica esa información, traduciendo las solicitudes humanas en señales que llegan al arnés.
La tecnología se complementa con altavoces y motores de vibración para facilitar la comunicación, así como unos sensores fisiológicos que controlan otros aspectos como la frecuencia cardiaca y la temperatura corporal.
El estudio se ha publicado en una edición especial de la revista International Journal of Human-Computer Studies, que se centra en la interacción de los animales con ordenadores.
El tiempo justo
La investigación se inició en 2014, cuando el equipo publicó un artículo sobre las aplicaciones potenciales del arnés como herramienta para mejorar la comunicación entre perros y personas, ya fuera en el ámbito del adiestramiento de canes dedicados a búsqueda, asistencia o simplemente como mascotas.
Para el estudio actual, los investigadores han incorporado un nuevo algoritmo que genera un estímulo en forma de pitido y la dispensación de un premio cuando los sensores detectan que el perro adopta la postura requerida. Resultaba fundamental asegurarse de que ese estímulo llega poco después de conseguir la postura correcta, para que el animal entienda que se trata de una compensación. De lo contrario, si por ejemplo recibe la señal de inmediato o demasiado tarde, aumenta la posibilidad de recompensar una postura incorrecta.
Para hacer frente a este problema y optimizar el algoritmo, recurrieron a la experimentación con 16 voluntarios y sus perros, en la búsqueda de la mejor combinación posible de velocidad y precisión. Después, los investigadores compararon el tiempo y la precisión del algoritmo con los de un entrenador experto. Como resultado, el algoritmo obtuvo altas tasas de precisión, recompensando el comportamiento apropiado en un 96 por ciento de las ocasiones.
Sin embargo, el entrenador humano seguía superándole, con una precisión del 100 por cien. Con todo, aunque el tiempo promedio de respuesta fue aproximadamente el mismo para ambos, se registró una mayor variación por parte del entrenador, mientras el del algoritmo fue más constante. "Esa variación importa, porque la constancia es fundamental en el entrenamiento de animales", matiza David Roberts, otro de los autores del estudio.
La investigación se inició en 2014, cuando el equipo publicó un artículo sobre las aplicaciones potenciales del arnés como herramienta para mejorar la comunicación entre perros y personas, ya fuera en el ámbito del adiestramiento de canes dedicados a búsqueda, asistencia o simplemente como mascotas.
Para el estudio actual, los investigadores han incorporado un nuevo algoritmo que genera un estímulo en forma de pitido y la dispensación de un premio cuando los sensores detectan que el perro adopta la postura requerida. Resultaba fundamental asegurarse de que ese estímulo llega poco después de conseguir la postura correcta, para que el animal entienda que se trata de una compensación. De lo contrario, si por ejemplo recibe la señal de inmediato o demasiado tarde, aumenta la posibilidad de recompensar una postura incorrecta.
Para hacer frente a este problema y optimizar el algoritmo, recurrieron a la experimentación con 16 voluntarios y sus perros, en la búsqueda de la mejor combinación posible de velocidad y precisión. Después, los investigadores compararon el tiempo y la precisión del algoritmo con los de un entrenador experto. Como resultado, el algoritmo obtuvo altas tasas de precisión, recompensando el comportamiento apropiado en un 96 por ciento de las ocasiones.
Sin embargo, el entrenador humano seguía superándole, con una precisión del 100 por cien. Con todo, aunque el tiempo promedio de respuesta fue aproximadamente el mismo para ambos, se registró una mayor variación por parte del entrenador, mientras el del algoritmo fue más constante. "Esa variación importa, porque la constancia es fundamental en el entrenamiento de animales", matiza David Roberts, otro de los autores del estudio.
Próximos pasos
"Esta investigación es una prueba de concepto, y demuestra que el enfoque funciona", subraya Bozkurt. A partir de ahí, los próximos pasos incluyen un adiestramiento más exhaustivo, para conseguir que los canes lleven a cabo comportamientos específicos en el momento justo, así como la integración del entrenamiento asistido por ordenador con el de entrenadores expertos de cara a la preparación de las diferentes aplicaciones que puede tener un perro de asistencia.
Más a largo plazo, el equipo también se plantea aprovechar esa interacción animal-máquina para que los perros puedan “utilizar” el ordenador. Esto permitiría, por ejemplo, que un can especializado en detección de explosivos pudiera marcar claramente y de manera segura cuando detectara componentes de una bomba, o que aquel encargado de acompañar a personas diabéticas recurriera a su postura física y comportamiento para pedir ayuda.
"Esta investigación es una prueba de concepto, y demuestra que el enfoque funciona", subraya Bozkurt. A partir de ahí, los próximos pasos incluyen un adiestramiento más exhaustivo, para conseguir que los canes lleven a cabo comportamientos específicos en el momento justo, así como la integración del entrenamiento asistido por ordenador con el de entrenadores expertos de cara a la preparación de las diferentes aplicaciones que puede tener un perro de asistencia.
Más a largo plazo, el equipo también se plantea aprovechar esa interacción animal-máquina para que los perros puedan “utilizar” el ordenador. Esto permitiría, por ejemplo, que un can especializado en detección de explosivos pudiera marcar claramente y de manera segura cuando detectara componentes de una bomba, o que aquel encargado de acompañar a personas diabéticas recurriera a su postura física y comportamiento para pedir ayuda.
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