Ingenioso sistema de etiquetado invisible mejora el seguimiento de objetos en 3D

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Desarrollados por investigadores del MIT, BrightMarkers son etiquetas fluorescentes invisibles incrustadas en objetos físicos para mejorar el seguimiento del movimiento, la realidad virtual y la detección de objetos.

Los códigos QR son aparentemente omnipresentes en la vida cotidiana.

Ya sea que vea uno en un cupón en la tienda de comestibles, un volante en un tablón de anuncios o la pared en una exhibición de museo, cada código contiene datos integrados.

Desafortunadamente, los códigos QR en los espacios físicos a veces se reemplazan o manipulan para engañarlo y que entregue sus datos a terceros no deseados; un conjunto de pixeles aparentemente inofensivos podría conducirlo a enlaces y virus peligrosos.

Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT han desarrollado otra opción potencial: BrightMarker, una etiqueta fluorescente invisible escondida en objetos impresos en 3D, como una pelota, un contenedor, una caja de dispositivos o un equipo.

Los investigadores creen que su sistema puede mejorar el seguimiento de movimiento, la realidad virtual y la detección de objetos.

Para crear un BrightMarker, los usuarios pueden descargar el complemento de software del equipo de CSAIL para programas de modelado 3D como Blender.

Después de colocar la etiqueta dentro de la geometría de su diseño, pueden exportarla como un archivo STL para impresión 3D.

Con filamentos fluorescentes insertados en la impresora, los usuarios pueden fabricar un objeto con una etiqueta oculta, como un código QR invisible.

Los usuarios deberán incrustar sus marcadores en un objeto antes de fabricarlo, lo que significa que las etiquetas no se pueden agregar a los elementos existentes.

Los materiales fluorescentes permiten que cada etiqueta emita luz en una longitud de onda cercana al infrarrojo específica, haciéndolas visibles con alto contraste en cámaras infrarrojas.

Los investigadores diseñaron dos configuraciones de hardware conectables capaces de detectar BrightMarkers: una para teléfonos inteligentes y otra para auriculares de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR).

Ambos tienen la capacidad de ver y escanear los marcadores, que parecen códigos QR que brillan en la oscuridad.

Los objetos circundantes podrían ocultarse de la vista utilizando un filtro de paso largo, otra pieza acoplable que solo detectaría la fluorescencia.

BrightMarkers son imperceptibles a simple vista y discretos, lo que significa que no alteran la forma, apariencia o función de un objeto.

Esto los hace a prueba de manipulaciones al tiempo que incorpora metadatos sin problemas en el mundo físico.

Al agregar una capa de conectividad entre los datos y los objetos físicos, los usuarios tendrían acceso a una experiencia más interactiva con el mundo que los rodea.

“En el mundo actual, en rápida evolución, donde las líneas entre el entorno real y el digital continúan desdibujándose, existe una demanda cada vez mayor de soluciones robustas que conecten sin problemas los objetos físicos con sus contrapartes digitales”, dice MIT CSAIL.

“BrightMarkers sirven como puertas de entrada a metadatos ubicuos en el ámbito físico.

Este término se refiere al concepto de incrustar metadatos (información descriptiva sobre la identidad, el origen, la función y más) del objeto directamente en elementos físicos, similar a una firma digital invisible que acompaña a cada producto”.

Su sistema se ha mostrado prometedor en entornos de realidad virtual.

Por ejemplo, un sable de luz de juguete con un BrightMarker incorporado podría usarse como una herramienta en el juego para atravesar un entorno virtual, utilizando la pieza de hardware de detección de etiquetas.

Esta herramienta podría habilitar otros objetos en el juego para una experiencia de realidad virtual más inmersiva.

“En un futuro dominado por el paradigma AR y VR, el reconocimiento de objetos, el seguimiento y la trazabilidad son cruciales para conectar los mundos físico y digital: BrightMarker es solo el comienzo”, dice el investigador visitante del MIT CSAIL Raúl García-Martín, quien está haciendo su Doctorado en la Universidad Carlos III de Madrid.

“El seguimiento continuo de BrightMarker marca el comienzo de este emocionante viaje hacia un futuro impulsado por la tecnología”.

En cuanto al seguimiento de movimiento, BrightMarkers se puede implementar en dispositivos portátiles que pueden seguir con precisión los movimientos de las extremidades.

Por ejemplo, un usuario podría usar un brazalete con un BrightMarker implantado, lo que permitiría que una pieza de hardware de detección digitalizara el movimiento del usuario.

Si un diseñador de juegos quisiera desarrollar una auténtica experiencia en primera persona, podría modelar las manos de sus personajes según el seguimiento preciso que proporciona cada marcador.

El sistema también puede ayudar a los usuarios con discapacidades y diferentes tamaños de extremidades, cerrando la brecha entre las experiencias digitales y físicas para una amplia base de usuarios.

BrightMarkers también podría rastrearse a lo largo de la cadena de suministro.

Los fabricantes en el sitio podrían escanear las etiquetas en diferentes ubicaciones para obtener metadatos sobre el origen y los movimientos del producto.

Del mismo modo, los consumidores podrían verificar la firma digital de un producto para verificar el abastecimiento ético y la información de reciclaje, de manera similar a los Pasaportes de productos digitales propuestos por la Unión Europea.

Otra aplicación potencial: monitoreo de visión nocturna en cámaras de seguridad para el hogar.

Si un usuario quisiera asegurarse de que sus pertenencias estuvieran seguras durante la noche, se podría equipar una cámara para observar los objetos con hardware diseñado para rastrear y notificar al propietario sobre cualquier movimiento.

A diferencia de sus contrapartes comerciales, esta cámara no necesitaría capturar toda la habitación del usuario, preservando así su privacidad.

El trabajo de Doğan y su equipo puede sonar familiar: anteriormente desarrollaron InfraredTags, una tecnología para incorporar datos en etiquetas impresas en 3D dentro de objetos físicos, que fue nominado para un premio People’s Choice Best Demo Award en la Conferencia ACM CHI de 2022 sobre factores humanos en sistemas informáticos.

Si bien su proyecto anterior solo funcionó para objetos negros, los usuarios tienen múltiples opciones de color con BrightMarker.

Con sus materiales fluorescentes, las etiquetas están configuradas para emitir luz a una longitud de onda específica, lo que las hace mucho más fáciles de aislar y rastrear que las etiquetas infrarrojas, que solo pueden detectarse con un contraste bajo debido al ruido de otras longitudes de onda en el entorno capturado.

“Los filamentos fluorescentes emiten una luz que se puede filtrar de manera sólida con nuestro hardware de imágenes”, dice Doğan.

“Esto supera la ‘borrosidad’ a menudo asociada con los marcadores discretos incrustados tradicionales y permite un seguimiento eficiente en tiempo real incluso cuando los objetos están en movimiento”.

En comparación con las AirTags de Apple, los BrightMarkers son de bajo costo y bajo consumo de energía.

Sin embargo, dependiendo de la aplicación, una limitación potencial es que las etiquetas no se pueden agregar a objetos post hoc actualmente.

Además, el seguimiento de cada etiqueta puede verse obstaculizado si la mano del usuario u otro elemento en la habitación obstruye la vista de la cámara.

Como remedio para mejorar potencialmente la detección, el equipo recomienda combinar esta tecnología con filamentos magnéticos para que también se pueda rastrear el campo magnético del objeto.

El rendimiento de detección de los marcadores también podría mejorarse mediante la producción de filamentos con concentraciones de fluorocromo más altas.

“Los marcadores de seguimiento de objetos fluorescentes como BrightMarker son muy prometedores al proporcionar una posible solución del mundo real para el seguimiento y la autenticación de productos“, dice Andreea Danielescu, directora del grupo de I+D de Future Technologies en Accenture Labs.

“Además de la cadena de suministro y las aplicaciones minoristas, también podrían usarse para verificar la autenticidad de los productos, como los bolsos veganos”.

“Las tecnologías inmersivas requieren poderosas capacidades de comprensión de la escena”, dice Mar Gonzalez-Franco, científica investigadora de Google, que no participó en el trabajo.

“Tener marcadores invisibles integrados, como los de BrightMarker, puede simplificar las necesidades de visión por computadora y ayudar a los dispositivos a identificar los objetos con los que se puede interactuar y cerrar la brecha para los usuarios de AR y VR”.

Doğan es optimista sobre el potencial del sistema para entrelazar los metadatos en nuestra vida cotidiana.

“BrightMarker es una gran promesa para remodelar nuestras interacciones de la vida real con la tecnología”, señala.

“A medida que esta tecnología sigue evolucionando, podemos imaginar un mundo en el que los BrightMarkers se integren a la perfección en nuestros objetos cotidianos, facilitando interacciones sin esfuerzo entre los ámbitos físico y digital.

Desde experiencias minoristas donde los consumidores pueden acceder a información detallada del producto en las tiendas hasta entornos industriales, donde BrightMarkers agiliza el seguimiento de la cadena de suministro, las posibilidades son amplias”.

Fuente: Rexmolon