Gracias a la IA, la visión nocturna en color se convierte (casi) en una realidad

Gracias a la IA, la visión nocturna en color se convierte (casi) en una realidad

Las icónicas gafas de visión nocturna de Sam Fisher bien podrían quedar obsoletas en unos pocos años.

Entre todas las tecnologías militares que han sido muy utilizadas en la ficción, debemos mencionar necesariamente la visión nocturna. Este esencial del kit de espionaje perfecto se ha abierto camino en varios y variados trabajos. Pero como bien saben los fanáticos de Splinter Cell, estos han sufrido durante mucho tiempo un gran defecto: el usuario debe contentarse con una imagen monocromática, tradicionalmente verde.

Pero este límite está saltando gracias al aprendizaje profundo, una subcategoría de la inteligencia artificial. En un trabajo de investigación descubierto por Ingenieria interesanteInvestigadores de la Universidad de California-Irvine presentaron un algoritmo capaz de reconstruir una imagen a todo color de una escena nocturna basada en radiación infrarroja.

Aunque tendemos a olvidarlo ya que los usamos constantemente, nuestros ojos son verdaderas maravillas tecnológicas. A cualquier escala, es una de las estructuras más complejas de nuestro cuerpo; se compone de muchas subestructuras que juegan un papel muy específico en la captura de información visual.

Una historia de fantasmas

Cada onda de luz está definida por una longitud de onda, que determina directamente el color captado por nuestro ojo. Al final de su recorrido en el ojo, la luz incide en una capa de células muy especiales que reviste el fondo de la cavidad: el retina. Es aquí donde se produce un fenómeno muy importante, la fototransducción.

Muy brevemente, es esta fototransducción la que hace posible convertir la longitud de onda en una señal eléctrica. Esta señal luego puede salir a través del nervio óptico y luego viajar al cerebro; luego se vuelve a traducir para determinar el color de la luz que ha incidido en la retina.

El problema es que nuestro ojo puede ser extremadamente sofisticado, pero no es infalible. No puede capturar sólo un cierto rango de longitudes de ondaque por lo tanto corresponde al espectro de la la llamada luz “visible”. Físicamente, esto concierne a toda radiación electromagnética cuya longitud de onda esté entre 400 nanómetros (violeta) y alrededor de 700 nanómetros (rojo).

© UC Davis ChemWiki, CC-BY-NC-SA 3.0

Colorea lo invisible

Tan pronto como uno se aventura fuera de este dominio, estas radiaciones (hablamos entonces de infrarrojos y ultravioleta) se vuelven invisible al ojo humano. ¡Pero eso no significa que se vayan! Muchos instrumentos científicos e incluso los ojos de ciertos animales, especialmente insectos, están incluso especializados en captar esta radiación.

Por lo tanto, todo el asunto es convertir estos rayos invisibles en imágenes visibles y comprensible para un humano. Esto es algo que los ingenieros ya saben hacer muy bien. Por ejemplo, es este concepto el que permite que funcionen las cámaras termográficas. Comenzamos midiendo la intensidad de la radiación infrarroja, que está íntimamente ligada a la temperatura. Luego, se asigna arbitrariamente un color falso a cada valor, tradicionalmente rojo para las superficies calientes y azul para las más frías.

Este enfoque también es aplicable a la visión nocturna. Técnicamente, ya tenemos dispositivos de visión nocturna en color. Pero como se trata de colores falsos que no se corresponden con la realidad, puede ser difícil interpretarlos en tiempo real.

Un algoritmo como traductor visual

El enfoque de los investigadores estadounidenses es diferente. Aquí, su objetivo era lograr una visión nocturna “real” en colores reales. Partieron de las mismas medidas de radiación infrarroja; pero en lugar de procesarlos con un algoritmo de coloreado rudimentario, los introdujeron en un sistema basado en el aprendizaje profundo, una subcategoría de la inteligencia artificial.

Al recopilar imágenes visibles e infrarrojas, lograron producir un algoritmo capaz de construir una imagen en color real a partir de la radiación IR simple. Y el resultado es bastante impresionante, como se puede ver en las imágenes de arriba.

El sistema aún está lejos de ser perfecto. Actualmente, la resolución sigue siendo muy limitada y la colorimetría todavía deja mucho que desear. Pero, en cualquier caso, es una prueba de concepto muy impresionante que podría tener aplicaciones concretas con bastante rapidez.

El primero de ellos seguramente aparecerá en el campo militar; por lo tanto, podemos esperar que estos sistemas no sean accesibles al público en general durante al menos varios años. Pero a largo plazo, suele ser el tipo de tecnología que algún día podrá equipar el teléfono inteligente del usuario promedio.

El texto del estudio está disponible. aquí.

Pedro Perez

Pedro Perez

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