UNAM
21 de enero de 2018
II
II
¿Cómo ves?
Inicio » Número » Índice 66 » Ixtli: un observatorio de realidad virtual
imprimirpdfmenosmas

Ixtli: un observatorio de realidad virtual
Foto: DGSCA-UNAM

Ixtli: un observatorio de realidad virtual

Guillermo Bermúdez

Arrellanados en sus butacas neumáticas, Lenina y el Salvaje, olían y escuchaban. Hasta que llegó el momento de ver y palpar también. Las luces se apagaron; y en las tinieblas surgieron unas letras llameantes, sólidas, que parecían flotar en el aire…

Aldous Huxley, Un mundo feliz

Imagínate por un momento que eres un investigador y estás desarrollando una vacuna contra un virus que has observado con uno de los instrumentos de laboratorio más modernos conocidos hasta ahora, el microscopio electrónico. También has realizado varios experimentos para entender cómo reacciona el virus ante la vacuna. Pero ahora está a tu disposición el equipo de visualización más potente que hay en el mundo, y gracias a él te encuentras, de pronto, “nadando” alrededor del virus. Te agachas y lo ves por uno de sus lados, o buceas entre sus cadenas de ADN para observar cómo interactúa con la vacuna.

O bien, podrías ser un arqueólogo interesado en reconstruir la ciudad de Tenochtitlan en su época de esplendor. Reúnes mapas y fotografías, y reconstruyes digitalmente lo que existe de ella actualmente; diseñas lo que, según las fuentes consultadas, se ha destruido. Después logras un verdadero viaje en el tiempo: estás en la cima del gran teocalli contemplando el magnífico espectáculo de esta civilización lacustre, te introduces en los aposentos sagrados de los mexicas, desciendes por escalinatas, te deleitas con el canto de las aves y el teponaxtle…

También te podría interesar el agujero en la capa de ozono que se ha abierto de unas décadas a la fecha, en la estratósfera. Has recabado muchísimas imágenes satelitales sobre el fenómeno, realizado interminables cálculos y mediciones, construido modelos para analizarlo. Pero una cosa es hacer todo esto desde tu laboratorio, y otra muy diferente es tenerlo frente a ti. Y si estudias medicina y tu especialidad es la cirugía, prepárate a operar del corazón a un paciente virtual, como si estuvieras en un quirófano: toma el bisturí y haz una incisión, siente la profundidad del corte.

Sensorama más allá del placer

Todo esto parece ser parte de la novela futurista de Aldous Huxley, Un mundo feliz, pero no lo es. Ahora esta posibilidad es real y está al alcance de investigadores y profesores de la UNAM.

Se trata de un nuevo y revolucionario concepto: el observatorio de visualización, que cuenta con la tecnología más avanzada para generar imágenes en tres dimensiones por computadora; una herramienta de trabajo al servicio de la investigación, la docencia y la cultura. Su nombre es Ixtli, que en náhuatl significa “rostro” y, por extensión, “ojo”: un ojo que permite observar imágenes de objetos y espacios en tercera dimensión e interactuar con ellos.

Hablamos de imágenes que son generadas continuamente por computadora, en tiempo real, de acuerdo con los movimientos y trayectorias que el investigador o docente realiza en determinado momento desde la mesa de trabajo ubicada en la sala, inmerso en un mundo que responde a sus movimientos, o a los del operador que se encuentra en la cabina de mando. Este mundo virtual es tridimensional, dinámico y cambiante, y resulta ideal para los procesos de enseñanza-aprendizaje (¿te imaginas una clase de este tipo?) o para quienes trabajan en la investigación.

La reciente puesta en funcionamiento de Ixtli, el Observatorio de Visualización, abre numerosos horizontes en la investigación. Es una combinación de laboratorio y auditorio instalado en la Dirección General de Servicios de Cómputo Académico. Gracias a él, la UNAM posee ya una de las herramientas más poderosas y avanzadas para visualizar algunos de los fenómenos que atañen a la ciencia y contribuir así con tareas docentes y de investigación, porque permite explorar y experimentar en campos y situaciones poco accesibles, que de otro modo estarían vedadas o cuyo análisis resulta mucho más complicado por otros métodos. Con el Ixtli se pueden construir imágenes tridimensionales para simular cualquiera de las situaciones que interesen al investigador o al docente, y que antes eran territorio casi exclusivo de la imaginación.

Historia del ojo de la ciencia

Muchos de los avances de la ciencia y la tecnología se han producido con la ayuda de herramientas de investigación, entre las que destacan formas novedosas de observar un objeto de estudio desarrolladas a lo largo de la historia. Hemos inventado cada vez mejores instrumentos para hacer observable el universo microscópico y conocerlo más a fondo. Nos las hemos ingeniado además para ver la parte interna de los seres y las cosas con los rayos X o la tomografía, y para crear representaciones visuales de entes abstractos y de objetos que no existen en la actualidad en el mundo material, como los modelos matemáticos o los edificios por construir. El ojo de la ciencia ha logrado también acercarse al universo macroscópico para escudriñar fenómenos naturales, como las nubes o las galaxias, mediante imágenes satelitales y telescopios cada vez más potentes. Pero no habíamos desarrollado recursos de visualización para explorar lo que es invisible al ojo humano como si estuviéramos dentro, o para “ sumergirnos” en las nubes o en la cauda de un cometa. Sólo podíamos imaginarlo o elaborar representaciones muy simples.

¿Cómo estudiarlos más de cerca o desde adentro, cómo manejarlos, reconstruirlos y preservarlos? Quienes conozcan a Ixtli se darán cuenta que responde a estas interrogantes, ya que la tecnología de inmersión visual interactiva de este sistema es capaz de crear imágenes para investigar fenómenos que de otra forma serían imposibles de ver o con los que no podemos experimentar. Será, además, un instrumento de incalculable valor en un sinfín de proyectos artísticos, arquitectónicos y de ingeniería, así como para los relacionados con las matemáticas y las ciencias exactas.

La tecnología detrás del futuro

Ixtli es una sala de alta tecnología diseñada para visualizar y simular objetos y fenómenos complejos en tercera dimensión, con los cuales se puede interactuar mediante un sistema de realidad virtual inmersiva. Su cerebro es una computadora gráfica SGI Onyx que genera un mínimo de 90 imágenes por segundo, cada una con más de tres millones de pixeles, para que los objetos se muevan a la velocidad que necesita el investigador.

Las imágenes se envían a través de tres proyectores de alta resolución, cada uno de los cuales despliega una sección de la imagen para cubrir toda la pantalla, asegurando así la continuidad entre los tres proyectores, de modo que los movimientos puedan ser completamente realistas.

El efecto de inmersión en la realidad virtual, que contribuye a aumentar la sensación de profundidad característica del mundo real, se consigue mediante varios recursos: una amplia pantalla curva (8.90 metros de largo x 2.55 metros de altura) de la que sale toda la luz que llega a los ojos; un avanzado sistema de sonido ambiental circundante; y lentes especiales, sincronizados al cerebro del Ixtli, que el espectador se coloca para que le produzcan el efecto de estereoscopía. Con este efecto, cada ojo recibe una imagen diferente, correspondiente a su ángulo de visión, y el espectador tiene la sensación de percibir una sola imagen en relieve.

Viaje envolvente a la molécula

La pequeña sala para 42 personas se encuentra en una penumbra agradable. Tres proyectores envían a la pantalla curva la imagen de una molécula que parece viva, tangible, multicolor; y de varias bocinas brotan las voces de dos locutores que se intercalan para explicar lo que estamos presenciando. En este mundo virtual, podremos por ejemplo, bucear entre virus, enzimas, hormonas y antibióticos para conocerlos mejor y saber cómo interactuar con ellos. De este modo, el investigador o los estudiantes pueden acercarse a voluntad a su objeto de estudio, girarlo, ver sus componentes desde diferentes ángulos, sumergirse en las imágenes. Desde su apertura, el Ixtli cuenta con presentaciones (demos) desarrolladas a partir de varios proyectos de investigación realizados en la UNAM, para que docentes e investigadores entiendan de una forma clara y precisa las posibilidades de esta nueva herramienta. En una de estas demostraciones se ilustra la descomposición del agua oxigenada, o peróxido de hidrógeno, por acción de una enzima llamada catalasa. Al descomponer el agua oxigenada que se forma en el organismo —cuya acumulación es letal para las células—, la catalasa cumple un papel esencial para los seres vivos. Al interactuar así con una molécula, el científico puede conocer mejor sus mecanismos de acción y sus funciones bioquímicas.

Retrato hablado computarizado

Un ejemplo de utilización del Ixtli en otro tipo de investigación, es el proyecto “La cara del mexicano”, que se desarrolló en nuestra Universidad con la meta inicial de elaborar un sistema computarizado de “retrato hablado” y que ya reseñamos en ¿Cómo ves? núm. 3. Este sistema de identificación personal ha sido de gran utilidad antropológica y criminalística, pues permite incluso predecir cómo envejecerá un rostro y definir cómo es la cara del mexicano promedio, en términos estadísticos. En este caso, el Ixtli, con su potencia de cómputo, sus capacidades únicas para el amplio despliegue de datos y la ayuda de las nuevas técnicas de exploración y análisis, basadas en la percepción visual, hace posible examinar la información de un proyecto a una escala antes inalcanzable. Lo más sorprendente es que, a partir de una simple fotografía, es factible reconstruir el volumen del rostro; en otras palabras, verlo como si se estuviera asomando desde o a través de la pantalla, lo que puede resultar inquietante.

Entre las distintas secciones que componen los demos del Ixtli, se dan unas breves pausas. Esto se debe a que el Ixtli no proyecta películas grabadas de antemano, sino que las imágenes están siendo generadas en tiempo real por la computadora.

Acceso al Ixtli

La UNAM emitió una convocatoria para invitar a sus investigadores y profesores a incorporar la realidad virtual a su actividad, a la cual muchos ya han respondido, y ofrece a los proyectos seleccionados un financiamiento que facilitará su desarrollo. Para mayor información se puede visitar la página electrónica de Ixtli: www.ixtli. unam.mx

La sala del tiempo

Mientras la secuencia de imágenes de video en una parte de la pantalla, acompañada por La noche de los mayas, de Silvestre Revueltas, proyecta tomas aéreas de Teotihuacan, las voces explican que anteriormente sólo podíamos formarnos una idea de cómo eran nuestras antiguas civilizaciones a partir de los vestigios que han quedado.

De pronto, el video se interrumpe y aparecen imágenes estereoscópicas de Bonampak, donde el recorrido sigue hasta introducirnos en una habitación llena de murales. Al mismo tiempo se escuchan aves tropicales, monos aulladores, el ulular del caracol; Ixtli permitió recrear la ciudad maya de Bonampak para que historiadores, arqueólogos y otros científicos exploren a fondo las relaciones espaciales de sus elementos, planeen proyectos de intervención, y formulen nuevas preguntas y enfoques de investigación.

Hoy, gracias a Ixtli, especialistas de diversas disciplinas pueden tener acceso a un universo simulado que recrea el mundo en el que vivieron nuestros antepasados y sus expresiones artísticas. Esto permite estudiarlo mejor y diseñar estrategias para conservar sus obras pictóricas y arquitectónicas. En la realidad virtual, los investigadores recorren a su antojo calles y plazas. Dan vuelta donde quieren. Entran en los recintos. Se detienen en sus estructuras, ven formas y colores en el ángulo que deseen. Este sistema de cómputo, proyección y seguimiento de las acciones les proporciona continuamente imágenes calculadas al instante, que sus ojos verían si estuvieran en el tiempo remoto que están explorando.

Mirar con las manos

Por otra parte, Ixtli cuenta con una herramienta que permite al usuario interactuar con las imágenes. Se trata de otros lentes, que están sincronizados a un sistema que permite seguir la posición y orientación del espectador, mientras interactúa, por ejemplo, con la catalasa o con los murales de Bonampak. También se puede colocar en las manos una especie de ratón y un guante para acercar y alejar las imágenes, girarlas a la izquierda o a la derecha.

El prometedor inicio de este equipo de punta, único en su tipo en México y excepcional en toda América, augura excelentes tiempos para la investigación y la enseñanza en la UNAM.

Sin duda, Ixtli es una herramienta poderosa para sumergirnos en el interior de lo que antes sólo podíamos vislumbrar. Es el ojo que busca, analiza y da resultados.

Guillermo Bermúdez es comunicólogo y se dedica desde hace varios años a la divulgación de la ciencia.

 
En ediciones anteriores

Facebook Twitter Google+ YouTube

suscripción Antología Nuestro canal en Youtube
promociones2 promociones1 promociones3
Evita el ciberbullying Nutilus
Subir