Detenme si has visto esto antes: una caja dividida en blanco y negro en lugar de un menú físico en un restaurante.
Los códigos QR parecen ser omnipresentes en la vida cotidiana. Ya sea que vea uno en un cupón en la tienda de comestibles, un folleto en una valla publicitaria o una pared en una exhibición de museo, cada código tiene datos incorporados.
Desafortunadamente, los códigos QR están en espacios físicos a veces reemplazarlo o manipularlo Para engañarlo para que entregue sus datos a terceros no deseados: un montón de píxeles aparentemente inofensivos pueden 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: un BrightMarker, un marcador fluorescente invisible oculto en objetos impresos en 3D, como una esfera, un contenedor o una caja de herramientas o equipos. 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 del equipo de CSAIL para software de modelado 3D como Blender. Después de marcar dentro de la geometría de su diseño, pueden exportarlo como archivo STL para impresión 3D. Con un filamento fluorescente insertado en la impresora, los usuarios pueden fabricar un objeto con un marcador oculto, como un código QR invisible. Los usuarios deberán incrustar sus etiquetas en un objeto antes de crearlo, lo que significa que no se pueden agregar etiquetas a elementos existentes.
Los materiales fluorescentes permiten que cada etiqueta emita luz en una longitud de onda del infrarrojo cercano, haciéndolas visibles con alto contraste en cámaras infrarrojas. Los investigadores diseñaron dos dispositivos conectables capaces de detectar BrightMarkers: uno para teléfonos inteligentes y otro para auriculares de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR). Ambos tienen la capacidad de mostrar y escanear etiquetas, que son como códigos QR que brillan en la oscuridad. Los objetos circundantes se pueden ocultar de la vista con un filtro de paso largo, que es otra pieza acoplable que solo limitará el brillo.
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 mismo tiempo que integra metadatos en el mundo físico. Al agregar una capa de comunicación entre los datos y los objetos físicos, los usuarios podrán acceder a una experiencia más interactiva con el mundo que los rodea.
Dice MIT CSAIL y el candidato a doctorado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación Mustafa Dogan Dogan. «BrightMarkers actúan como portales de ‘metadatos ubicuos’ hacia el mundo físico. Este término se refiere al concepto de incrustar metadatos (información descriptiva sobre la identidad, el origen, la función y más de un objeto) directamente en elementos físicos, como la firma digital invisible que acompaña cada producto.”
BrightMarkers en acción
Su sistema se ha mostrado prometedor en entornos de realidad virtual. Por ejemplo, un sable de luz con un BrightMarker incorporado se puede usar como una herramienta en el juego para segmentar un entorno virtual usando una pieza de detectores de marcadores. Esta herramienta puede habilitar otros objetos en el juego para una experiencia de realidad virtual más inmersiva.
dice el investigador visitante del MIT Raúl García Martín, quien está haciendo un trabajo de doctorado en la Universidad Carlos III de Madrid. “El seguimiento continuo de BrightMarker marca el comienzo de este emocionante viaje hacia un futuro habilitado por la tecnología”.
Para el seguimiento de movimiento, BrightMarkers se puede implementar en dispositivos portátiles que pueden rastrear con precisión los movimientos de las extremidades. Por ejemplo, un usuario podría usar un brazalete con un BrightMarker implantado, lo que permitiría que un detector digitalizara el movimiento del usuario. Si un diseñador de juegos quiere desarrollar una experiencia original en primera persona, puede diseñar las manos de sus personajes siguiendo el seguimiento preciso proporcionado por cada marcador. El sistema también puede ayudar a usuarios con diferentes discapacidades y tamaños de extremidades, cerrando la brecha entre las experiencias digitales y físicas para una amplia base de usuarios.
BrightMarkers también se puede rastrear a lo largo de la cadena de suministro. Los fabricantes in situ pueden escanear etiquetas en diferentes ubicaciones para obtener datos descriptivos sobre el origen y los movimientos del producto. Asimismo, los consumidores pueden verificar la firma digital de un producto para verificar la información ética relacionada con el abastecimiento y el reciclaje, similar a lo que ha propuesto la Unión Europea. Pasaportes de productos digitales.
Otra aplicación potencial: monitoreo de visión nocturna en cámaras de seguridad para el hogar. Si el usuario quiere asegurarse de que su propiedad esté segura durante la noche, se puede equipar una cámara de visualización de objetos con dispositivos diseñados para rastrear y notificar al propietario de cualquier movimiento. A diferencia de sus contrapartes estándar, esta cámara no necesitará capturar toda la habitación del usuario, preservando así su privacidad.
Mejor que las etiquetas infrarrojas y las etiquetas de aire
El trabajo de Dugan y su equipo puede sonar familiar: anteriormente desarrollaron etiquetas infrarrojas, una tecnología para incrustar datos en etiquetas impresas en 3D dentro de objetos físicos, que fue nominado para un premio People’s Choice Award a la mejor demostración en la Conferencia ACM CHI 2022 sobre factores humanos en Sistemas de Cómputo. Si bien su proyecto anterior solo funcionaba con objetos negros, los usuarios tienen múltiples opciones de color con BrightMarker. Con 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 bajo contraste debido al ruido de otras longitudes de onda en el entorno capturado.
«Los filamentos fluorescentes emiten luz que se puede filtrar fuertemente con nuestros dispositivos de imagen», dice Duggan. «Esto supera el ‘ruido’ a menudo asociado con las etiquetas en línea tradicionales y discretas, 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. Sin embargo, según la aplicación, una posible limitación es que no se pueden agregar etiquetas a los objetos que se implementan actualmente. Además, el seguimiento de cada marcador 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 cables magnéticos para que también se pueda rastrear el campo magnético del cuerpo. El rendimiento de detección de marcadores también se puede mejorar mediante la producción de filamentos con concentraciones de fluorocromo más altas.
“Las tecnologías inmersivas requieren capacidades poderosas para comprender la escena”, dice la científica investigadora de Google Mar González Franco, que no participó en el trabajo. “Tener marcadores invisibles incorporados, como los de BrightMarker, puede simplificar las necesidades de visión por computadora, ayudar a los dispositivos a identificar objetos interactivos y cerrar la brecha para los usuarios de AR y VR”.
Doğan es optimista sobre la capacidad del sistema para integrar metadatos en nuestra vida diaria. «BrightMarker es una gran promesa para remodelar nuestras interacciones del mundo real con la tecnología», señala. «A medida que esta tecnología sigue evolucionando, podemos imaginar un mundo en el que BrightMarkers se integre a la perfección con nuestros objetos cotidianos, facilitando interacciones sin esfuerzo entre los mundos físico y digital. Desde experiencias minoristas en las que los consumidores pueden acceder a información detallada del producto en las tiendas hasta entornos industriales, BrightMarkers es Al optimizar el seguimiento de la cadena de suministro, las posibilidades son enormes”.
Duggan y Garcia Martin escribieron el artículo con los estudiantes universitarios de MIT CSAIL Patrick Hertel, Jamison O’Keefe, Ahmad Taka y Akarsh Aurora. Raul Sanchez-Rillo, Profesor de la Universidade Carlos III de Madrid, y Stephanie Mueller, Profesora Asociada de CSAIL y Profesora Asociada en los Departamentos de Ingeniería Eléctrica, Informática e Ingeniería Mecánica del MIT, también son autores. Los investigadores utilizaron cables fluorescentes proporcionados por DIC Corp. Presentarán sus hallazgos en el Simposio de software y tecnología de interfaz de usuario de 2023 de la Society for Computing Machinery (UIST).