Lidar, tecnología para descifrar el mundo a detalle
La recolección de datos mediante disparos de luz no es nueva, sin embargo impulsa una de las industrias más innovadoras como la de los vehículos autónomos.
Bienvenido, freak del internet
¿Existe algún invento que nos ayude a ver las cosas que para el ojo humano son invisibles?, ¿recolectar datos sin la necesidad de ser invasivo?, ¿podríamos usar esa información para diseñar inventos que hagan nuestra vida mejor?
La respuesta es sí, ese tipo de tecnología se llama lidar y aunque actualmente la industria de los automóviles no tripulados la ha puesto de moda deslumbrándonos con sus avances, tiene más de 90 años de implementación en diferentes terrenos.
Mi nombre es César Gaytán, con este tema reanudamos Futuro Posible, una columna semanal en donde platicaremos de los avances y proyectos en el mundo de la tecnología, innovación y creatividad, porque estamos seguros que las ideas pueden salvar el mundo.
Comencemos por lo escencial, lidar es un acrónimo inglés de Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging, es decir, detección de luz y rango de imágenes láser.
Lo que hace de manera general es proyectar miles de puntos de luz, miles de lasers sobre la superficie a la cual es apuntada. La luz rebota y regresa al sensor infrarojo de manera instantánea, con lo cual mide distancias y dimensiones de manera exacta. El resultado, si se tiene el software adecuado, son imágenes en 3D bastante precisas a partir de objetos reales.
Dicho de otra manera, es muy parecido al sistema biológico mediante el cual los murciélagos ven su entorno o bien los sonares de los submarinos, así como la función de los radares; la diferencia es que en vez de sonido y ondas de radio, lidar usa disparos de luz.
Apple puso el concepto al alcance masivo de personas cuando en 2020, anunció que sus nuevos modelos del Iphone 12 PRO y MAX estarían equipados con un sensor lidar.
En primera instancia la idea es que el smartphone le saque potencia a la cámara, que si bien cada lente tiene una resolución de 12 megapixels, las oscuridad sigue siendo su principal obstáculo.
Ya sea para fotografías o video, ayuda a enfocar y detectar objetos con poca luz. Sin embargo, expertos y reviewers consideran que se trata apenas de un pequeño plus que para algunos va a ser indetectable, ya que en este caso la tecnología no tiene función durante el día o en ambientes bien iluminados.
La ventaja más grande de usar el lidar en los dispositivos de Apple viene cuando se utilizan aplicaciones de realidad aumentada. Ya sean juegos o utilidades, puedes mapear entornos en segundos de manera precisa, desplegar gráficos en 3D, y realizar mediciones instantáneas.
¿Necesitas tomar medidas de una habitación y no cuentas con herramientas? Lo puedes hacer con tu teléfono. ¿Quieres ver cómo luciría ese sillón en la sala de tu casa con un modelo tridimensional? Lo tienes al alcance de tu mano. ¿Quieres experimentar para escanear objetos y convertirlos en modelos 3D? Nada te detiene
Sin embargo, cuando hablamos del uso de tecnología lidar en smartphones esta todavía no es 100 por ciento confiable.
Como ya se dijo al principio, este desarrollo no es nuevo. La primera vez que se utilizó el lidar fue en 1930, cuando el físico irlandés Edward Synge le dio un enfoque meteorológico, intentando medir la distancia y densidad de las nubes. ¿Cómo lo hizo? Buscó enfocar los cuerpos de agua con un foco durante la noche para recolectar la información a través de un telescopio y registrarlos en papel fotográfico.
Desde entonces el lidar evolucionó mucho. Desde aprender a medir la superficie de la tierra, detectar movimientos tectónicos y uso para modelado arquitectónico. Las más llamativas, por otro lado, se dispararon en los 60’s cuando científicos de la NASA experimentaron con láseres para tener una imagen de las órbitas de varios satélites y la luna con relación a la gravitación de la tierra.
En 1969 Neil Armstrong instaló un espejo durante su caminata lunar. La idea era que desde la tierra, la agencia espacial dispara un láser para medir con exactitud la distancia entre el planeta y su satélite.
De acuerdo con Quartz, la tripulación del Apolo 15 empleó en 1971 el primer lidar espacial para mapear la superficie de la luna y después en 1985 la NASA desarrolló el primer lidar aerotransportado con el cual se realizó el primer mapeo topográfico de la tierra.
Fue durante la década de 2010, cuando se disparó su uso en otros campos que en apariencia resultan más convencionales, pero que al mismo tiempo nos abrieron las puertas para volver realidad lo que habían sido solo sueños: autos que se conducen solos.
Para tener una idea más cercana de cómo funciona el lidar aplicado a estos aparatos. La siguiente es una imagen extraída de un sensor de este tipo. Dicho de otra manera, así es como ven los autos autónomos.
Además de las mejoras técnicas, su precio también se ha vuelto más accesible de acuerdo con Quartz. Mientras que en 2012 la implementación de lidar en vehículos autónomos era de aproximadamente 70 mil dólares, hoy se pueden conseguir en menos de mil.
Con todo este contexto, la firma de investigación Yole proyectó que la industria de los vehículos sin conductor impulsarían de gran manera la demanda de lidar hasta hasta el 2025, con un crecimiento proyectado de hasta mil 800 millones de dólares al año.
“Debido a que producen una imagen en 3D razonablemente detallada, permiten que los sistemas de visión por computadora en el cerebro electrónico del automóvil indiquen la diferencia entre un automóvil y un camión, una bicicleta y una motocicleta, incluso un adulto y un niño. Eso es importante: todas esas cosas actúan de manera diferente y pueden requerir que el automóvil reduzca la velocidad, haga más espacio en un lado u otro, y así sucesivamente”, escribe Devin Coldewey en Techcrunch.
Compañías como Uber, por ejemplo, impulsan la idea de que el lidar es la opción perfecta para estas unidades ya que han probado su efectividad, cada vez resisten mejor el mal clima y sus mejoras al momento de medir distancias son sobresalientes.
Sin embargo, esta tecnología todavía no convence a todo mundo. Y es que por un lado, factores irregulares como nevadas intensas o niebla cerrada disminuyen la vista del sistema. Tampoco le es posible, en condiciones normales, leer mensajes escritos en señales de tránsito. De ahí que un vehículo tenga que vincularse con otras herramientas como sonares, radares y cámaras normales.
Pero seamos sinceros, no podemos abordar el tema de los vehículos autónomos sin mencionar a Tesla y su excéntrico CEO, Elon Musk. Además del peso que tiene en el mundo de la innovación, su postura difiere bastante de lo que hemos dicho pues está totalmente en contra del uso del lidar.
En 2019, Forbes publicó un artículo titulado: La guerra de Elon Musk con el lidar; quién tiene la razón y por qué piensan eso?, le atribuye al emprendedor la siguiente frase:
“Usar lidar es una tontería. Cualquiera que confíe en lidar está condenado. Sensores costosos que son innecesarios”.
Mientras que las demás compañías usan esta tecnología en combinación con otros aparatos, Tesla opta por cámaras normales (tres al frente, dos en cada lado y una atrás) y radares que coadyuven a la conducción. De esta manera eficientan el proceso con inteligencia artificial para el procesamiento de imágenes. Y es que además, como ya se precisó, las cámaras tradicionales pueden hacer lo que el lidar no: distinguir objetos y leer señalamientos, incluso interpretar gestos.
Forbes añade un punto importante. Y es que a diferencia de otros competidores, Tesla ya cuenta con vehículos automatizados en el marcador, mientras que todavía no existe un solo sensor lidar lo suficientemente poderoso para ser implementado en el mercado.
Mientras este dilema ilumina las dos brechas más importantes en la industria de los automóviles autónomos, los años venideros probablemente se inclinen ante quien tenga la razón hoy o nos deslumbren con un nuevo invento.
Entre tanto, el lidar continúa siendo explorado en otras áreas: desde la investigación espacial como la identificación de olas gravitacionales por primera vez en 2017 (cosa que ameritó un premio Nobel); el uso armamentista para mapear y detectar bases enemigas ocultas; y si pensamos en un caso más cercano a México, para la antropología, ya que gracias a la tecnología se descubrieron miles de estructuras mayas, tal como lo documentó National Geographic en 2018.
Estos son apenas algunos ejemplos de los bastos que existen. ¿Qué más se podrá hacer? Solo el tiempo y la creatividad nos darán la respuesta.
