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Holographic Vision for Immersive Tele-Robotic OperatioN

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La visión holográfica permite operaciones telerrobóticas inmersivas

Combinar cascos holográficos con transmisiones de vídeo desde múltiples ángulos de cámara permitiría a los teleoperadores realizar operaciones peligrosas o difíciles a distancia, de una forma mucho más inmersiva.

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Realizar maniobras a distancia y de gran precisión con brazos robóticos teledirigidos constituye una actividad fundamental y necesaria en muchos sectores, desde la reparación de plataformas petrolíferas submarinas hasta maniobras en reactores de centrales nucleares y la exploración espacial. Cuánto más precisa y fácil de realizar sea la operación, más probabilidades habrá de que el resultado sea satisfactorio. Los nuevos progresos en este ámbito también podrían ofrecer aplicaciones nuevas en otros sectores.

Mejor conocimiento de la situación a distancia

Para ello, el equipo del proyecto HoviTron, financiado con fondos europeos, pretendía desarrollar un casco holográfico, acompañado de una transmisión de vídeo con varias cámaras, que permite a un teleoperador sumergirse por completo en una situación mientras opera a distancia. «Pretendíamos ofrecer al teleoperador la posibilidad de visualizar la escena desde cualquier punto de vista», explica el coordinador del proyecto, Gauthier Lafruit, de la Universidad Libre de Bruselas (ULB) en Bélgica. «La idea que teníamos era utilizar el procesamiento de vídeo, en vez de cambiar la posición de una cámara mediante un mecanismo de movimiento horizontal y vertical del brazo robótico». Para ello, se colocan varias cámaras fijas alrededor de la escena. A continuación, los vídeos grabados en tiempo real se integran en una vista virtual que corresponde a la posición de la cabeza del teleoperador. «Esto supone que los movimientos bruscos de la cabeza del teleoperador generan al instante las imágenes correspondientes en la pantalla estereoscópica que lleva en la cabeza», añade Lafruit. «No existe la latencia mecánica, la cual puede causar un mareo cibernético». Asimismo, cada ojo capta un frente de onda del campo luminoso holográfico. De este modo, se garantiza que los ojos del teleoperador puedan centrarse a voluntad en el objeto de interés, sin importar si el objeto está situado en primer o segundo plano. Con ello se reproduce a la perfección la visión humana natural. «En conjunto, la transmisión de vídeo y la visión holográfica garantizan que el operador telerrobótico se sienta plenamente inmerso de forma natural en la escena, a la vez que se mantiene alejado de una situación que podría ser peligrosa o de difícil acceso», afirma Lafruit.

Visión precisa e instantánea

El equipo del proyecto aplicó contenidos sintéticos y similares a videojuegos junto con imágenes reales para comprobar la viabilidad de la tecnología en diversas condiciones laborales. Los usuarios confirmaron que sentían menos fatiga visual (y, en última instancia, menos fatiga física) cuando usaban el casco holográfico, y que su percepción de la profundidad había mejorado. Asimismo, se espera que el éxito de estos ensayos permita dar paso a una serie de aplicaciones interesantes. «Por ejemplo, la tecnología podría utilizarse en futuras misiones lunares. Los robots en la Luna podrían instalar cámaras alrededor de una escena, lo cual permitiría a los astronautas que se encuentran orbitando ver realmente a través de los ojos de un robot en movimiento», señala Lafruit. La técnica tradicional de instalar cámaras en la cabeza del robot supone que cualquier movimiento rápido del astronauta que lleva los cascos genera un período de atraso entre imágenes, lo cual causa mareos cibernéticos. Gracias a la capacidad de HoviTron para calcular al instante las imágenes correctas que debe proyectar en los ojos del astronauta, se elimina esta dificultad.

Nuevas posibilidades para las aplicaciones de navegación

Lafruit considera que la tecnología tiene posibles aplicaciones en cualquier situación que requiera una «navegación libre». Por ejemplo, un robot submarino podría reparar una tubería en alta mar, mientras el teleoperador permanece a salvo en un barco o una plataforma. Sin embargo, estas aplicaciones especializadas exigirán más inversiones para poder seguir desarrollando la tecnología. En la actualidad, el equipo del proyecto mantiene contactos con una empresa especializada en dispositivos de detección de la profundidad. «El código fuente se suministrará pronto con licencia Apache 2.0 en nuestro sitio web. Naturalmente, podemos promover nuestra tecnología si dejamos que las personas la prueben ellas mismas en un escenario de navegación libre a partir de ejemplos sencillos pregrabados, sin el brazo robótico, dispositivos de cámaras o de detección de la profundidad de alta calidad y gafas de realidad virtual holográficas», añade Lafruit.

Palabras clave

HoviTron, holográfico, vídeo, teleoperadores, robot, espacio, telerrobótica, astronautas

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