El blog de los empleados
de Telefónica I+D

Los grandes cambios, la revolución pendiente en los servicios, especialmente en los servicios móviles, dependen de un salto adelante radical en los interfaces. Se trata de una opinión bastante extendida que sostienen varias de las consultoras más citadas. Lo cierto es que aunque el sistema monitor-teclado-ratón resulte poco natural y eficiente, hemos demostrado poder vivir con él; pero en móviles, PDAs y demás dispositivos portátiles es evidente que aún queda mucho camino por recorrer. De ahí, que cada nueva presentación de una mejora en el interface despierte una gran expectación. A fin de cuentas ¿qué otra innovación de peso acompaña al interface de usuario del iPhone?

En el campo de los móviles, se están poniendo muchas esperanzas en los interfaces táctiles, pero aún adolecen de una ausencia de realimentación, esa sensación evidente en un teclado físico de haber tocado una tecla. Los sistemas hápticos, capaces de devolver una señal en forma de presión a través de la pantalla al usuario, parecen ser la solución que permitiría popularizar (con independencia de su precio, menor durabilidad y fragilidad) la sustitución de los teclados convencionales por otros virtuales, entre otras cosas.

Estos interfaces hápticos, inicialmente pensados para personas con limitaciones visuales, están viviendo una época de gran desarrollo, como muestra el artículo del The Economist “How touching”, donde se hace un repaso al estado de las aplicaciones de estas tecnologías.

Dos muestras más del interés por los interfaces hápticos: el nuevo modelo SPH-M4650 de Samsung (ya hemos comentado la fuerte innovación en dispositivos móviles que viene de Corea) ya “devuelve” una pequeña vibración al usuario cuando pulsa un icono. Apple por su parte ha presentado una patente para añadir feedback a las pantallas táctiles, lo que se lograría usando una matriz de puntos (estilo Braille).

En otro orden de cosas, y un paso más allá, está la chaqueta desarrollada por “3rd Space” que usada con juegos tipo “first-person shooter” simula la recepción de impactos de bala de los contrarios. En este caso, este interface proporciona una experiencia inmersiva que puede complementarse con otros dispositivos como gafas –antes cascos- de realidad virtual y monitores 3D ya comerciales, como 1040S de 3DIS, una compañía coreana. Estos monitores permiten, según se dice, acceder a la visualización 3D directamente, sin el concurso de gafas especiales u otros aditamentos.

Si vamos a algo aún más futurista en interfaces, tenemos el KOTOHAWA, desarrollado por NEC y SGI para comunicar emociones a distancia. Las emociones se detectan a partir de la entonación de la voz usando la tecnología ST (Sensibility Technology), y luego se representan en la “flor” de la imagen, tanto local, como remota.

La detección de la voz está bien, pero siempre puede engañar. Aún más futurista es toda la rama de actividad dedicada a los interfaces mentales (o BCI, Brain-Machine Interfaces), ya mencionados en este blog. Son varias las empresas que están invirtiendo mucho esfuerzo en el desarrollo de este sistema de interacción con el usuario. Una de las últimas noticias al respecto se refiere a interfaces capaces de permitir la escritura de mensajes o el movimiento de un brazo robot. Se ha progresado mucho en la simplificación y reducción de los dispositivos necesarios (hasta hace muy poco complejos aparatos fijos, y ahora gorros conectados a un PC), y en el sistema de entrenamiento que permite acelerar y perfeccionar el aprendizaje y uso del sistema.

Citando a:

• The Economist (“How touching”)
• Noticias Tech (“Samsung SPH-M4650… un paso más a las pantallas táctiles”)
• Engadget (“Apple envisions tactility on touchscreen keyboards”)
• Technology Review (“Making Games Physical”)
• Xataka (“3DIS 1040S, monitor 3D”)
• TFOT (“NEC’s KOTOHANA – Emotion Communicator”)
• Science Daily (“New Technology Can Be Operated By Thought”)

Este término, tan del pasado, tan de película de los 60 con fondo de luces de colores y bobinas girando, está tomando progresivamente una nueva orientación.

La búsqueda de medios para analizar la actividad cerebral y construir interfaces directos con el cerebro se complementa con la investigación básica para conocer el funcionamiento de la mente, simularlo y reproducirlo.

En 1992 se funda Palm Computing, una empresa que hereda en buena parte las experiencias sobre reconocimiento de la escritura manual de Jeff Hawkins, un ingeniero que ha contribuido al desarrollo de GRIDPad, el abuelo de los Tablet PC, y las PDAs.
La historia de las PDAs de Palm es bastante conocida, pero lo es menos que Jeff Hawkins, en desacuerdo con los gestores de la empresa, la deja junto con otros relevantes miembros del equipo para fundar Handspring, origen de los actuales Treo, que se incorporó años más tarde a Palm.
Los trabajos académicos de Jeff Hawkins siempre se han movido en torno al reconocimiento de patrones, y finalmente ha acabado fundando la empresa Numenta, dedicada por entero a la construcción de software que recree el funcionamiento del cerebro.

Las ideas de Jeff Hawkins están ampliamente recogidas en el influyente libro “On Intelligence“. Simplificando mucho, la base de su teoría es que el cerebro opera con una jerarquía de reconocimiento de patrones desde los más simples (colores, contraste, líneas) a los más complejos (identificación, comprensión, significado). Es posible ver al propio Jeff explicar la base de sus ideas.
Estas teorías se materializan en Numenta en la llamada HTM (Hierarchical Temporal Memory, Memoria Temporal Jerárquica), sobre la que se quieren desarrollar una serie de productos comerciales que quieren romper con la forma tradicional y convencional de entender la Inteligencia Artificial y por extensión la computación. El primer fruto de sus trabajos está disponible públicamente y es posible descargarlo y evaluarlo.

Con una orientación distinta, se han comentado mucho últimamente las distintas iniciativas para construir simuladores del funcionamiento cerebral, entra las que destaca especialmente la de la Universidad de Stanford. En este caso más que determinar los mecanismos propios del cerebro y simularlos, lo que se busca es reproducir con circuitos de silicio la “circuitería” neuronal, y experimentar sobre ella. Sin embargo el objetivo último es averiguar cómo funcionan los mecanismos más complejos relacionados con el reconocimiento de imágenes, el lenguaje e incluso la consciencia.

La visión que hay tras estas iniciativas es la de abordar de distinta forma los tradicionales problemas de la computación, más otros creados en los últimos tiempos como son la búsqueda, la recomendación, o identificación de conductas anómalas por citar sólo a algunos relacionados con Internet, la publicidad o la seguridad.

Aunque estamos en las primeras etapas de desarrollo de estas tecnologías, seguir su desarrollo y evolución no deja de tener su interés sobre todo en el caso de que acaben alcanzando los objetivos que persiguen.
Si alguien se atreve a descargar y hacer una evaluación de la herramienta de Numenta, tiene este espacio abierto para compartir su experiencia.

Nota: una vez más parece que la realidad imita al arte, en este caso al Autoverso de Greg Egan.

En el número de enero de 2007 de la siempre interesante revista Computer de la IEEE hay un artículo (disponible íntegramente en PDF) sobre los llamados BCI, Brain-Computer Interfaces o, un poco artísticamente “Interfaces mentales”.
El trabajo sobre este tipo de interfaces arrancó en los años 70, con un hito a finales de los 90, cuando se presentó un paciente sin movilidad capaz de desplazar un cursor interceptando sus señales cerebrales. Esta es una de las primeras aplicaciones de este tipo de interfaces, asistir a personas sin movilidad o capacidad de comunicación por otros medios, sin embargo hoy en día se están valorando otras posibles utilidades que llegarían hasta la biometría, usando las señales cerebrales de cada persona para identificarla (en lugar de la huella o el iris).
Hay que diferenciar los BCI de otras técnicas de neuroprótesis como el implante coclear, o el retinal, que tratan de resolver problemas de audición y visión respectivamente.

A día de hoy las aplicaciones dependen del medio utilizado para detectar las señales cerebrales. Los medios invasivos tienen el inconveniente de depender de cirugía y el riesgo de infecciones, pero a cambio, la intercepción de señales es limpia y éstas más potentes y nítidas. El otro medio es la lectura no invasiva o indirecta que requiere equipos externos que monitorizan las señales del cerebro por medio de su campo magnético o su actividad eléctrica. En este caso es posible acceder a señales más variadas y patrones más complejos (como los involucrados en el lenguaje o el reconocimiento de imágenes) pero los sistemas a día de hoy resultan menos fiables y están lejos de ser utilizables en aplicaciones prácticas (los equipos lectores en ocasiones pesan varias toneladas).
Las aplicaciones actualmente en experimentación se encuentran en etapas muy tempranas de su desarrollo. Podemos destacar:

• El dispositivo BrainGate de Cyberkinetics, invasivo y multipropósito que se está utilizando para restaurar movimiento. Esperan lanzar un sistema comercial en dos o tres años.
• Neural Signals ha desarrollado un sistema que permite identificar mentalmente fonemas y generar así palabras.
• El asistente vocal del Wadsworth Center, no invasivo, que permite seleccionar palabras o letras de una secuencia aleatoria para componer frases. El sistema registra la actividad cerebral para detectar qué palabras está eligiendo el paciente.
• Una aproximación similar es la seguida por el diseño de un sistema biométrico de la Universidad de Carleton. Aquí, la respuesta ante una secuencia de imágenes determinada es la que identifica a una persona.
• Honda tiene un sistema experimental que intercepta las señales usada para mover una mano, y reproduce ese movimiento en una mano robotizada. El horizonte de aplicación es detectar la “intención” de movimiento de un conductor para realizar las acciones pertinentes en el vehículo y advertir a otros conductores vecinos.
• La Universidad de Helsinki (la otra gran referencia europea, junto a la de Graz) ha desarrollado un dispositivo que permite controlar un teclado.

En general los BCI están bastante lejos de ser algo más que un prototipo de laboratorio. Los sistemas actuales son muy complejos, caros y poco eficientes. Además dependen del desarrollo de tecnología médica no invasiva y fiable.
Sin embargo, estos sistemas despiertan un gran interés y consiguen financiación para desarrollos que pueden tener un gran impacto en la superación de minusvalías en un primer estado, pero que pueden tener aplicaciones muy variadas para las que ya se están posicionando muchas empresas: juegos, control remoto de dispositivos (incluidos teléfonos), biometría, o conducción y pilotaje.

Para profundizar, el articulo sobre BCI en la Wikipedia, contiene gran cantidad de referencias a artículos y webs.