Biomotion: Captura de movimientos con fines médicos

Los creadores de efectos especiales y los programadores de videojuegos han utilizado, durante años, sistemas informáticos que obtienen la posición de los miembros de una persona a partir de una serie de sensores colocados en su cuerpo. El ordenador, a partir de esa información, puede generar una imagen sintética de un personaje –humano o no-, que reproduzca los movimientos que el actor ha realizado. Casi todas las películas de los últimos años (y buena parte de los juegos de vídeo) han basado sus animaciones en esta técnica. Ahora, la captura de movimientos también se está utilizando para fines médicos.

La captura de movimientos, tanto en el cine como en los videojuegos, ha estado entre nosotros durante mucho tiempo. La técnica consiste en colocar una serie de marcas en cada una de las articulaciones cuyo movimiento se quiere analizar. Estas “marcas” se conocen en el ambiente con el nombre impostors, y son simplemente unas bolitas de color blanco muy brillantes en el espectro infrarrojo. Luego se filma al actor caminando, corriendo, luchando o haciendo cualquier cosa que demande el guión. Cuando ese paso está listo, se digitaliza el video y se lo somete al escrutinio de un software capaz de capturar las coordenadas de cada uno de los puntos de referencia en cada fotograma. Otro módulo del programa utiliza esa información –esencialmente una gran lista de coordenadas 3D– para recrear la figura virtual que se necesite. A pesar de que puede parecer un proceso complejo, lo cierto es que se trata de algo muy común y frecuente.

Sobre captura de movimientos, lo “último de lo último” parece ser el sistema de ImageMetrics, que permite capturar con gran precisión movimientos sutiles –como los gestos de un rostro- sin necesidad de marcar  puntos. Esto les permite utilizar, por ejemplo, el vídeo de una persona que esta hablando y hacer que un personaje sintético mueva sus labios en sincronía con el locutor. Sin embargo, hasta ahora prácticamente no se habían empleado estas técnicas fuera de los estudios especializados en animación 3D.

Los investigadores de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, han puesto a punto una técnica que emplea estas mismas técnicas para recoger datos biométricos de pacientes con alguna clase de dificultad motora. El sistema, llamado Biomotion, requiere que el paciente ocupe el lugar del actor, y es filmado cuando camina o mueve el miembro que los especialistas quieren registrar. El software, que se parece mucho al utilizado en los estudios de cine, crea un “esqueleto” virtual que se mueve de la misma manera que el paciente. Esos movimientos, que son registrados con varias cámaras a la vez, son revisados por los médicos y también por el mismo software, que puede detectar la más mínima desviación de lo que se considera un “movimiento normal”.

“Las imágenes de cada cámara crean una silueta que se mueve en un espacio 3D”, dice Tom Andriacchi, el director del Laboratorio de Cirugía Ortopédica y Mecánica de la Universidad de Stanford. “Todas esas siluetas se procesan digitalmente para obtener una réplica virtual del paciente”. Ese modelo es el que luego se somete al análisis. El sistema tiene un gran potencial para encarar correctamente las terapias de rehabilitación de aquellos pacientes que han sufrido algún accidente grave, o que necesitan ajustar alguna prótesis para que se comporte de forma ideal. También los deportistas están mirando con interés los avances del Biomotion Laboratory, ya que se trata de un sistema que les permitiría optimizar sus movimientos para lograr mayor velocidad o precisión.

Los diseñadores de robots, ya sean industriales, asistentes hogareños o incluso los que se venden como juguetes sofisticados también puede sacar partido a este tipo de software. Gracias al trabajo realizado en el Biomotion Laboratory la captura de movimientos por ordenador formará parte de nuestra vida diaria.