Guante inteligente del MIT enseña a tocar el piano

El Instituto Tecnológico de Massachusetts es una usina en constante movimiento, de la que emergen innovaciones notables. Una muestra reciente es un guante inteligente que enseña tareas mediante sensaciones táctiles. Tal ingenio podría revolucionar diversos sectores. Entre otros, la interpretación musical, la interacción con robots y la experiencia en entornos virtuales.

La solución diseñada por investigadores de la división CSAIL del MIT —especializada en computación e inteligencia artificial— tiene la forma de un guante tradicional. Pero a diferencia de uno común y corriente, está equipado con sensores acoplados con un proceso de costura delicadísimo. Además, opera en vínculo con un programa de aprendizaje automático. ¿Cómo enseña tareas a los usuarios? La clave es la retroalimentación háptica, una tecnología similar a la que incluyen los mandos de las consolas de videojuegos, que lanza vibraciones personalizadas.

Según explica la autora principal del estudio sobre el guante inteligente, Yiyue Luo, los seres humanos aprendemos, principalmente, a través de información visual y/o auditiva. “Normalmente, no compartimos las interacciones físicas con los demás. En cambio, lo hacemos observando movimientos. Por ejemplo, en las clases de piano y baile”, señala la estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT y afiliada de CSAIL.

Así funciona el guante inteligente que usa el tacto para enseñar tareas sutiles

El vídeo sobre este párrafo muestra los entretelones en la producción del ingenioso e inusual dispositivo de vestir. Los investigadores emplean una máquina de bordar especial, capaz de integrar sensores táctiles y actuadores hápticos en textiles. Tal como señalamos, se trata de una tecnología que encontramos en mandos de videojuegos y también en los móviles. Es aquella que percibimos, por caso, cuando un sector específico de la pantalla devuelve una pequeña vibración.

Los especialistas del MIT CSAIL observan un detalle relevante: el guante inteligente debe confeccionarse en forma personalizada, según las características de cada mano. La buena noticia es que ese proceso es dinámico, pues se fabrica el producto final en aproximadamente 10 minutos. Por lo demás, puede comenzar a usarse en apenas 15 segundos, en los que recaba información del nuevo usuario.

El equipo encabezado por Luo prevé que este tipo de dispositivos ofrezcan sus beneficios más allá de las manos. La tecnología podría extenderse a los pies, las caderas y a otras partes del cuerpo, con sistemas de retroalimentación más fuertes.

El guante tecnológico del MIT “democratizaría” el aprendizaje de piano

“Este desarrollo propone un enfoque novedoso para aprender movimientos y habilidades físicas, en forma óptima”, comenta Luo en diálogo con Hipertextual. Los posibles usos de este invento generan entusiasmo, y uno de los más encantadores es su capacidad para enseñar a tocar el piano. En este caso, el guante inteligente vibra en uno de los dedos e indica que debe pulsar una tecla determinada del instrumento.

En las pruebas de laboratorio, un pianista experto grabó una melodía utilizando el guante, que capturó la secuencia de los dedos. Luego, un sistema de inteligencia artificial especialmente diseñado tradujo la serie de movimientos en retroalimentación háptica. Finalmente, el dispositivo textil fue empleado por estudiantes del instrumento, que siguieron las instrucciones, es decir, las vibraciones.

Wojciech Matusik, profesor de ingeniería eléctrica e informática del MIT y jefe del Grupo de Diseño y Fabricación Computacional dentro de CSAIL, celebró los avances conseguidos por el guante inteligente. “Es el primer paso para construir agentes de inteligencia artificial personalizados que capturen continuamente datos sobre el usuario y el entorno. (Este invento) ayuda a realizar tareas complejas, aprender nuevas habilidades y promover mejores comportamientos”, señaló en un comunicado.

Más usos del guante inteligente: robótica, realidad virtual, artes manuales y aviación

La innovación desarrollada en el instituto estadounidense es de amplio alcance. Además de servir para aprender piano, los investigadores evalúan otros usos y escenarios. Uno de ellos es la teleoperación robots. En las pruebas, descubrieron que el guante inteligente puede transferir sensaciones a brazos mecánicos, logrando que los autómatas realicen tareas delicadas. El paso no es trivial, en vista a los desafíos que, hasta ahora, han exhibido los robots al momento de manipular objetos frágiles e interactuar con personas, sin riesgos de lesiones. “Es como enseñarles a que se comporten como humanos”, dice Luo.  

El guante del MIT también sabe de qué se trata la diversión. En uno de los experimentos, se usó para un videojuego de carreras. Los usuarios recogían monedas, conforme su automóvil avanzaba a toda velocidad. Para sorpresa de los investigadores, los jugadores que se valieron de la retroalimentación háptica consiguieron puntajes mayores en comparación con los participantes que apelaron a métodos de entrada tradicionales.

Además, el guante inteligente serviría para crear experiencias de realidad virtual más inmersivas. En la práctica, permitiría a los usuarios tocar los entornos digitales con mecanismos más personalizados. Hay más, y esa amplitud es realmente encantadora. De acuerdo a los expertos involucrados, un ingenio de esta especie será de utilidad para cursos de medicina quirúrgica, talleres de manualidades, e incluso para la instrucción de pilotos de avión.

Los planes que ya tiene el MIT CSAIL para el guante revolucionario

¿Qué novedades hay de cara al futuro de este desarrollo? Siguiendo a Luo, el sistema actual solo comprende movimientos simples. En lo que sigue, prevén incorporar datos adicionales para la aparición de dispositivos más personalizados, que permitan el abordaje de tareas complejas.

«Estamos utilizando el proceso de optimización de retroalimentación adaptativa. Esto permite abordar los desafíos, siendo que todos tienden a usar los guantes de manera diferente y tienen una reacción característica ante la misma retroalimentación», cierra Luo en diálogo con esta publicación.

Los resultados de la investigación fueron publicados recientemente en la revista Nature. El trabajo contó con el apoyo de una beca del MIT Schwarzman College of Computing, a través de Google. También ha recibido una subvención del GIST-MIT, y ayuda adicional de Wistron, Toyota Research Institute y la firma Ericsson.