Un equipo de investigadores de Dartmouth College presenta el primer sistema sensor de luz LED que reconstruye las posturas humanas en tiempo real y con alta precisión y podría servir para controlar mediante gestos el espacio en el que nos movemos sin requerir de dispositivos adicionales.
En algunas películas se ve como sus personajes son capaces de controlar el espacio en el que se mueven a través de simples gestos. Esto ya no es ciencia ficción, tal como se ve en el video y pronto podría ser una realidad en nuestros entornos gracias a la investigación del equipo del Dartmouth College que ha creado el primer sistema sensor de luz que reconstruye las posturas humanas de forma continua y discreta. El sistema denominado LiSense, utiliza comunicaciones de luz visible (VLC por sus siglas en inglés) para reconstruir las posturas del esqueleto humano en 3D en tiempo real basándose en las sombras creadas por el cuerpo humano a partir de la luz bloqueada por este. La tecnologia de LiSense se encuentra en la intersección entre las redes inalámbricas, la visión artificial, y la interacción persona-ordenador (HCI, Human Computer Interaction). Permite nuevas aplicaciones de comunicaciones de luz visible y nuevas formas de interacción que no eran posibles anteriormente.
La luz juega un papel multifacético en nuestras vidas desde su uso para iluminación hasta para ser una fuente de energía. Los avances en comunicaciones de luz visible (VLC) añaden una nueva dimensión a la lista: la comunicación de datos. La VLC codifica los datos en la forma de cambios de intensidad de luz a una alta frecuencia imperceptible para el ojo humano. A diferencia de los sistemas de radio RF convencionales que requieren procesamiento de señales complejas, la VLC utiliza LED de bajo coste y alta eficiencia energética para transmitir datos. Cualquier dispositivo equipado con sensores de luz (fotodiodos) puede recuperar datos mediante la monitorización de los cambios de luz.
La VLC presenta una serie de propiedades atractivas. Reutiliza la infraestructura de iluminación existente, opera en una banda de espectro no regulado con ancho de banda 10.000 veces mayor que el espectro de RF, es energéticamente eficiente y libre de interferencias electromagnéticas y muy importante, es segura (es decir al no traspasar paredes no permite el espionaje).
La autora principal de la investigación, Xia Zhou, profesora asistente de ciencias de la computación y co-directora de los DartNets (Laboratorio de Sistemas de Redes y Sistemas ubicuos de Dartmouth) basó su estudio en la siguiente proposición «¿Puede la luz convertirse en un medio de detección ubicua que rastrea lo que hacemos y detecta cómo nos comportamos?»
Imagine un espacio inteligente como el hogar, la oficina o el gimnasio que tiene la ventaja de la ubicuidad de la luz como un medio que integra la comunicación de datos y la detección humana. Los dispositivos inteligentes tales como gafas inteligentes, relojes inteligentes y los teléfonos inteligentes equipados con fotodiodos se comunican utilizando VLC. Y lo que es más importante aún, la luz también sirve como un medio de detección pasiva. Mediante sus gestos, los usuarios pueden interactuar continuamente con los electrodomésticos y los objetos de la estancia como por ejemplo, una pantalla montada en la pared, ordenadores, puertas, ventanas, máquina de café – de forma similar a como se utilizaría la Wii frente a un televisor. Pero todo ello sin la necesidad de tener cámaras- sensores de muy alta fidelidad que platean cuestiones de privacidad- ni necesitar supervisar a los usuarios ni imponerles cualquier dispositivo o sensor que tengan que usar constantemente o llevar en el cuerpo. Simplemente con luces LED en el techo y fotodiodos en el suelo. En comparación con los métodos existentes que utilizan señales inalámbricas de radio, como Wi-Fi para realizar un seguimiento de los gestos del usuario, la detección basada en la luz no introduce interferencias electromagnéticas y no se limita a la clasificación de un conjunto predefinido de gestos y actividades.
La idea clave sobre la que reposa la detección basada en la luz es sorprendentemente simple: las sombras. Cualquier objeto opaco (por ejemplo, el cuerpo humano) obstruye un haz de luz, lo que resulta en una silueta detrás del objeto. LiSense surge en base a esta idea, como la primera plataforma de experimentación de sensores de luz de su clase que permite tanto la comunicación de datos como la reconstrucción de alta precisión del esqueleto humano a través de la VLC. Para ello tan solo se sirve de luces LED de uso comercial, fotodiodos, y micro-controladores. Las sombras que crea el cuerpo humano al bloquear la luz se registran y se utilizan para reconstruir posturas del esqueleto humano en 3-D en tiempo real (60 Hz).
