El arte de entender la visión artificial bajo el modelo de computación evolutiva

Boletín informativo
No. 2/2015

• En el CICESE se mejora la capacidad de un robot para distinguir un objeto de un fondo abstaracto

Ensenada, Baja California, México, 16 de enero de 2015. Una vez adentro del Laboratorio de Evovisión del Dr. Olague, es imposible no hablar de matemáticas en todo lo que rodea su entorno. El arte y la robótica conviven aquí en forma íntima, al parecer: en una pared hay varias reproducciones de cuadros del Renacimiento, que sirven no sólo de decoración, sino de campo de prueba de los experimentos del Dr. Olague en procesamiento de imágenes, visión y reconocimiento de patrones.

En un costado del laboratorio se encuentra un robot industrial Stäubli con seis grados de libertad, un brazo robótico de origen francés utilizado frecuentemente en la industria textil, aunque cuenta con una miríada de aplicaciones en varios tipos de escenarios. Pero las nuevas estrellas del show son un par de robots NAO de última generación, construidos por la empresa Aldebarán Robotics: "Grace" y "Hope".

De apariencia simpática, cada uno de ellos representa una oportunidad de innovar en el campo de la robótica, un área innovadora con amplio potencial académico y aplicado, misma que el Dr. Olague llegó a reforzar en el CICESE en 1999. Desde ese año, fecha en la que entró a laborar a este centro de investigación, más de 25 estudiantes de maestría y siete de doctorado han trabajado su tesis bajo la asesoría del Dr. Olague, además de tener logros académicos notables como el ser coeditor de 2 números especiales en revistas de primer nivel como "Evolutionary Computation" y "Pattern Recognition Letters". Y todo se debe a lo que ha logrado con la robótica.

El Dr. Gustavo Olague Caballero, investigador del Departamento de Ciencias de la Computación del CICESE, explica que su investigación apunta a proveer soluciones novedosas a problemas clásicos, y se orienta a proveer descriptores matemáticos que puedan ser usados en tareas de alto nivel como la reconstrucción y reconocimiento de imágenes por parte de los robots. Al Dr. Olague le apasiona el lado creativo de la investigación científica, donde se abordan los problemas o planteamientos de una forma poco convencional, y su meta es transmitir a sus estudiantes su enfoque y conocimientos para que estén capacitados a un nivel muy alto y después puedan abordar otras interrogantes.

Su interés se centra en el desarrollo de algoritmos de reconocimiento de patrones utilizando métodos estadísticos y técnicas de optimización y aprendizaje de máquinas para la solución de problemas en las áreas de procesamiento de imágenes, visión artificial, robótica, fotogrametría y teledetección. Dicho en otras palabras, y sin afán de sobresimplificar, el doctor Olague desarrolla métodos matemáticos para mejorar la visión de los robots a través del estudio de procesos computacionales que emulen las capacidades visuales del cerebro.

Su laboratorio y grupo de trabajo, Evovisión, es un equipo de investigación interdisciplinaria que forma parte del Departamento de Ciencias de la Computación de este centro. Junto con sus colaboradores, el Dr. Olague busca aportar nuevas formas de resolver problemas teóricos acerca de la visión robótica, como el enfocar la mirada, reconocer clases de objetos y texturas en un fondo con patrones abstractos (scene interpretation) y modelaje visual.
En su sitio web, el Dr. Olague asegura que el grupo de investigación ha constatado que es posible evolucionar programas de computadora que perfeccionan el proceso de extracción de características de bajo nivel conocidas como puntos de interés.

Luego de algunos instantes de programación de "Grace", el robot comienza una rutina de yoga, la postura de la grulla, con la que demuestra tanto su capacidad de equilibrio como el potencial de usos y enfoques de investigación que representan el presente y futuro de la robótica: la mejora de estas máquinas autómatas a un grado que su comportamiento, aspecto y hasta su voz comienzan a semejarse a la de los seres humanos.

"El programa detecta el punto de vista al que está enfocando el robot, el cual se programa para que esté viendo hacia un punto de interés mientras avanza. Cuando el robot camina, probamos que el algoritmo funcione de tal modo que el robot siga viendo el dinosaurio de juguete. Así, mejoramos la capacidad de la máquina de distinguir un objeto en un fondo abstracto", señala Olague.

La información se carga en el CPU del robot, el cual utiliza un software básico a través de una plataforma visual para ejercer comandos al robot. Además de saludar a los asistentes y "expresar" lo arduo de su trabajo en el CICESE, "Grace" comienza a caminar en línea recta, transmitiendo el video que capta su cámara-visor a la computadora del Dr. Olague. Su tarea es simple: enfocar su vista en un juguete que se encuentra a unos cuantos metros.

A medida que progresan los experimentos del equipo del Dr. Olague, se ha afinado el algoritmo para mejorar la visión por computadora del robot. Parece algo sencillo, en apariencia, pero se requiere gran complejidad técnica de cada algoritmo en el campo de la inteligencia artificial para poder lograr el perfeccionamiento de la robótica.

"Imagina que quisieras desarrollar una aplicación en la que la cámara del robot o del equipo aprenda a distinguir la silueta de un humano en un escenario de formas abstractas, como lo es el paisaje natural. De esa forma, vamos a imaginar, podrías detectar el movimiento de personas a lo largo de la frontera México-Estados Unidos, como lo hace la Patrulla Fronteriza. Eso es sólo una muestra de hacia dónde se pudiesen dirigir las aplicaciones de esta línea de investigación, aunque todavía no tenemos la infraestructura en el país como para impulsar este tipo de proyectos", dijo Olague.

Para mayor información, puede comunicarse con Norma Herrera,
Jefe del Departamento de Comunicación.
Tel: (646) 175 05 31; cel: (646) 117 16 27; Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.