Tendencias Científicas
Una persona cambia de canal con un gesto de la mano. Fuente: UW.
Olvídate de apagar las luces antes de salir del apartamento? No hay problema. Sólo levanta la mano, desliza los dedos en el aire, y las luces se apagarán. ¿Quieres cambiar la canción que se reproduce en el sistema de música en la otra habitación? Mueve la mano hacia la derecha y... ¡ya está!
Científicos informáticos de la Universidad de Washington (Seattle, EE UU) han desarrollado una tecnología de reconocimiento de gestos que acerca un poco más a la realidad la posibilidad de que, con un movimiento de la mano, podamos apagar las luces de una habitación o cambiar el canal de la televisión.
Los investigadores han demostrado que es posible aprovechar las señales Wi-Fi que nos rodean para detectar movimientos específicos sin necesidad de sensores en el cuerpo o cámaras ubicadas por la habitación.
Mediante el uso de un router Wi-Fi adaptado y unos dispositivos inalámbricos colocados en la sala de estar, los usuarios pueden controlar sus aparatos electrónicos y electrodomésticos desde cualquier habitación de la casa, con un simple gesto.
"Se trata de reutilizar señales inalámbricas ya existentes de maneras nuevas", explica el investigador principal, Shyam Gollakota, profesor asistente de ciencias e ingeniería de la computación en UW, en una nota de prensa de dicha Universidad.
El equipo de investigación ha publicado online sus hallazgos esta semana. Esta tecnología, que ellos llaman "WiSee", fue presentada en la 19 ª Conferencia Anual Internacional sobre Computación y Redes Móviles.
El concepto es similar al de Xbox Kinect -una videoconsola que utiliza cámaras para reconocer gestos- pero la nueva tecnología es más simple y más barata y no requiere que los usuarios estén en la misma habitación que el aparato que se desea controlar. Eso es porque las señales Wi-Fi pueden viajar a través de las paredes y no están limitadas por restricciones sonoras o visuales.
Los investigadores de la Universidad de Washington construyeron un dispositivo receptor "inteligente" que escucha todas las transmisiones inalámbricas procedentes de dispositivos que hay en la casa, incluyendo smartphones, computadoras portátiles y tabletas. Un router Wi-Fi estándar puede adaptarse para funcionar como un receptor.
Cuando una persona se mueve, hay un ligero cambio en la frecuencia de la señal inalámbrica. Mover una mano o un pie hace que el receptor detecte un patrón de cambios conocido como el efecto Doppler.
Científicos informáticos de la Universidad de Washington (Seattle, EE UU) han desarrollado una tecnología de reconocimiento de gestos que acerca un poco más a la realidad la posibilidad de que, con un movimiento de la mano, podamos apagar las luces de una habitación o cambiar el canal de la televisión.
Los investigadores han demostrado que es posible aprovechar las señales Wi-Fi que nos rodean para detectar movimientos específicos sin necesidad de sensores en el cuerpo o cámaras ubicadas por la habitación.
Mediante el uso de un router Wi-Fi adaptado y unos dispositivos inalámbricos colocados en la sala de estar, los usuarios pueden controlar sus aparatos electrónicos y electrodomésticos desde cualquier habitación de la casa, con un simple gesto.
"Se trata de reutilizar señales inalámbricas ya existentes de maneras nuevas", explica el investigador principal, Shyam Gollakota, profesor asistente de ciencias e ingeniería de la computación en UW, en una nota de prensa de dicha Universidad.
El equipo de investigación ha publicado online sus hallazgos esta semana. Esta tecnología, que ellos llaman "WiSee", fue presentada en la 19 ª Conferencia Anual Internacional sobre Computación y Redes Móviles.
El concepto es similar al de Xbox Kinect -una videoconsola que utiliza cámaras para reconocer gestos- pero la nueva tecnología es más simple y más barata y no requiere que los usuarios estén en la misma habitación que el aparato que se desea controlar. Eso es porque las señales Wi-Fi pueden viajar a través de las paredes y no están limitadas por restricciones sonoras o visuales.
Los investigadores de la Universidad de Washington construyeron un dispositivo receptor "inteligente" que escucha todas las transmisiones inalámbricas procedentes de dispositivos que hay en la casa, incluyendo smartphones, computadoras portátiles y tabletas. Un router Wi-Fi estándar puede adaptarse para funcionar como un receptor.
Cuando una persona se mueve, hay un ligero cambio en la frecuencia de la señal inalámbrica. Mover una mano o un pie hace que el receptor detecte un patrón de cambios conocido como el efecto Doppler.
Efecto Doppler
Este efecto consiste en el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador. En el caso de las ondas sonoras, el tono de un sonido emitido por una fuente que se aproxima al observador es más agudo que si la fuente se aleja.
Hay ejemplos cotidianos de efecto Doppler en los que la velocidad a la que se mueve el objeto que emite las ondas es comparable a la velocidad de propagación de dichas ondas.
La velocidad de una ambulancia (50 km/h) puede parecer insignificante respecto a la velocidad del sonido al nivel del mar (unos 1.235 km/h), sin embargo se trata de aproximadamente un 4% de la velocidad del sonido, fracción suficientemente grande como para provocar que se aprecie claramente el cambio del sonido de la sirena desde un tono más agudo a uno más grave, justo en el momento en que el vehículo pasa al lado del observador.
En el caso del Wi-fi, los cambios de frecuencia son muy pequeños - sólo algunos hercios- en comparación con las señales, que tienen un ancho de banda de 20 MHz y funcionan a 5 gigahertz. Los investigadores desarrollaron un algoritmo para detectar estos pequeños cambios.
La nueva tecnología puede identificar hasta nueve gestos de cuerpo entero diferentes, como empujar, tirar y golpear. Los investigadores probaron estos gestos con cinco usuarios en un apartamento de dos habitaciones y en un entorno de oficina. De los 900 gestos realizados, WiSee clasificó con precisión el 94 por ciento de ellos.
"Este es el primer sistema de reconocimiento de gestos para toda la casa que funciona sin requerir que se le coloquen sensores al usuario ni que se desplieguen cámaras en cada habitación", destaca Qifan Pu, colaborador y estudiante visitante en la Universidad de Washington.
El sistema requiere un receptor con múltiples antenas. Intuitivamente, cada antena se sintoniza con los movimientos de un usuario específico, por lo que hasta cinco personas pueden moverse simultáneamente en la misma residencia sin confundir al receptor.
Si una persona quiere usar el WiSee, debe llevar a cabo una secuencia específica de repetición de gestos para conseguir acceder al receptor. Este concepto de contraseña también permite que el sistema sea seguro y evita que un vecino -o un hacker- controle algún de dispositivo de su casa.
Una vez que el receptor inalámbrico se conecta con el usuario, éste puede realizar gestos normales para interactuar con los dispositivos y aparatos de su casa. El receptor se puede programar para entender que un gesto específico corresponde a un dispositivo específico.
Dos de los miembros del equipo han trabajado con Microsoft Research en dos tecnologías similares -SoundWave, que utiliza el sonido y Humantenna, que utiliza la radiación de los cables eléctricos- que también perciben los gestos corporales. Pero WiSee se distingue porque no requiere que el usuario esté en la misma habitación que el receptor o el dispositivo. Los investigadores planean ahora encontrar la manera de controlar múltiples dispositivos a la vez.
Otros ejemplos
Cada vez hay más investigaciones que pretenden lograr que manejar los dispositivos electrónicos sea más fácil y sutil. Un estudio de la compañía de análisis de mercados ABI Research prevé que en 2017 habrá 600 millones de smartphones equipados con la capacidad de reconocer los gestos de sus usuarios a través de cámaras.
En general, las tecnologías existentes requieren el uso de cámaras. Por ejemplo, la desarrollada por científicos del Imperial College de Londres, que permite controlar el ordenador sólo con los ojos, sin necesidad de usar el ratón, algo especialmente necesario para las personas con poca movilidad.
En otros casos, exigen que el usuario toque, aunque sea ligeramente, los muebles que sirven de "tableros de control" de elementos del hogar como la temperatura o la luz.
Este efecto consiste en el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador. En el caso de las ondas sonoras, el tono de un sonido emitido por una fuente que se aproxima al observador es más agudo que si la fuente se aleja.
Hay ejemplos cotidianos de efecto Doppler en los que la velocidad a la que se mueve el objeto que emite las ondas es comparable a la velocidad de propagación de dichas ondas.
La velocidad de una ambulancia (50 km/h) puede parecer insignificante respecto a la velocidad del sonido al nivel del mar (unos 1.235 km/h), sin embargo se trata de aproximadamente un 4% de la velocidad del sonido, fracción suficientemente grande como para provocar que se aprecie claramente el cambio del sonido de la sirena desde un tono más agudo a uno más grave, justo en el momento en que el vehículo pasa al lado del observador.
En el caso del Wi-fi, los cambios de frecuencia son muy pequeños - sólo algunos hercios- en comparación con las señales, que tienen un ancho de banda de 20 MHz y funcionan a 5 gigahertz. Los investigadores desarrollaron un algoritmo para detectar estos pequeños cambios.
La nueva tecnología puede identificar hasta nueve gestos de cuerpo entero diferentes, como empujar, tirar y golpear. Los investigadores probaron estos gestos con cinco usuarios en un apartamento de dos habitaciones y en un entorno de oficina. De los 900 gestos realizados, WiSee clasificó con precisión el 94 por ciento de ellos.
"Este es el primer sistema de reconocimiento de gestos para toda la casa que funciona sin requerir que se le coloquen sensores al usuario ni que se desplieguen cámaras en cada habitación", destaca Qifan Pu, colaborador y estudiante visitante en la Universidad de Washington.
El sistema requiere un receptor con múltiples antenas. Intuitivamente, cada antena se sintoniza con los movimientos de un usuario específico, por lo que hasta cinco personas pueden moverse simultáneamente en la misma residencia sin confundir al receptor.
Si una persona quiere usar el WiSee, debe llevar a cabo una secuencia específica de repetición de gestos para conseguir acceder al receptor. Este concepto de contraseña también permite que el sistema sea seguro y evita que un vecino -o un hacker- controle algún de dispositivo de su casa.
Una vez que el receptor inalámbrico se conecta con el usuario, éste puede realizar gestos normales para interactuar con los dispositivos y aparatos de su casa. El receptor se puede programar para entender que un gesto específico corresponde a un dispositivo específico.
Dos de los miembros del equipo han trabajado con Microsoft Research en dos tecnologías similares -SoundWave, que utiliza el sonido y Humantenna, que utiliza la radiación de los cables eléctricos- que también perciben los gestos corporales. Pero WiSee se distingue porque no requiere que el usuario esté en la misma habitación que el receptor o el dispositivo. Los investigadores planean ahora encontrar la manera de controlar múltiples dispositivos a la vez.
Otros ejemplos
Cada vez hay más investigaciones que pretenden lograr que manejar los dispositivos electrónicos sea más fácil y sutil. Un estudio de la compañía de análisis de mercados ABI Research prevé que en 2017 habrá 600 millones de smartphones equipados con la capacidad de reconocer los gestos de sus usuarios a través de cámaras.
En general, las tecnologías existentes requieren el uso de cámaras. Por ejemplo, la desarrollada por científicos del Imperial College de Londres, que permite controlar el ordenador sólo con los ojos, sin necesidad de usar el ratón, algo especialmente necesario para las personas con poca movilidad.
En otros casos, exigen que el usuario toque, aunque sea ligeramente, los muebles que sirven de "tableros de control" de elementos del hogar como la temperatura o la luz.
Referencia bibliográfica:
Qifan Pu, Sidhant Gupta, Shyamnath Gollakota, y Shwetak Patel: Whole-Home Gesture Recognition Using Wireless Signals.
Qifan Pu, Sidhant Gupta, Shyamnath Gollakota, y Shwetak Patel: Whole-Home Gesture Recognition Using Wireless Signals.
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