Ante el alto costo que representa la animación digital de las expresiones de rostros en el campo de la animación, desde las aulas del Instituto Politécnico Nacional (IPN) tres estudiantes crearon un sistema que facilita el proceso.
Creado por los estudiantes Aleks Adrian Calderon Vázquez, Alejandro Campos Arroyo y Daniel Cruz Ramírez, de la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA) perteneciente al IPN en la Ciudad de México.
¿Cómo funciona este nuevo sistema de animación 3D creado por alumnos del IPN?
El software desarrollado en aulas del Politécnico puede generar un sistema mecatrónico capaz de capturar, analizar y representar gestos faciales en un entorno tridimensional (3D) de manera automática.
Esto mediante una cámara de profundidad adaptada a una diadema dirigida al rostro, que capture las expresiones faciales en tres dimensiones; tras ello, un sistema impulsado por Inteligencia Artificial procesa el rostro.
“Estos datos se transfieren a un algoritmo de aprendizaje de Inteligencia Artificial en una computadora para su procesamiento mediante una aplicación de diseño que permita plasmar los gestos en un modelo facial”, detalló Aleks Calderón.
También añadió que el software corre bajo un modelo de código abierto que logra ser programado desde los diferentes módulos de desarrollo, con la finalidad de integrar los datos provenientes de la visión de la cámara al modelo tridimensional.
Agregó que la base del modelo funciona mediante un algoritmo de aprendizaje conocido como una red neuronal, que identifica regiones específicas del rostro como los ojos, párpados, cejas y boca.
“Entrenamos al algoritmo con nuestros propios rostros, pero también utilizamos una base de datos muy extensa de una biblioteca de visión artificial de Google, la cual contiene una gran cantidad de facciones captadas con cámaras de profundidad”, explicó Alejandro Campos.
Destacó que el desarrollo de este software no hubiera sido posible sin la asesoría de los docentes Erick Huitrón Ramírez, David Abraham Morales Enríquez y José Luis Cruz Mora de la UPIITA, quienes acompañaron a los estudiantes en el proceso.
¿Qué usos posibles tienen los modelos 3D?
Con estos datos, se puede crear una especie de malla que se transfiera al rostro de un modelo en tercera dimensión, diseñado con anterioridad, que sea capaz de replicar los movimientos y gestos de la cara humana en tiempo real.
“Pudimos aprovechar nuestros conocimientos y las nuevas tecnologías como herramientas para realizar todo lo que implica el llamado rigging, que consiste en la configuración de un esqueleto interno que permite un correcto manejo de gesticulaciones y el ajuste de valores técnicos para lograr expresiones congruentes”, resaltó Daniel Cruz.
Esta nueva tecnología puede incluirse en distintos campos, desde la animación digital o los videojuegos, hasta adaptarse incluso en los autos para vigilar los gestos de un conductor y emitir señales de caso en caso de detectar cansancio o sueño.
A pesar de ello, aunque se han logrado avances en la automatización y ajuste de los movimientos faciales en la animación, existen aún limitaciones técnicas que obligan a realizar correcciones manuales de las expresiones en los modelos creados.
Además, este modelo puede llegar a ser muy costoso y requiere de más tiempo para que culmine su desarrollo; sin embargo, es un buen primer paso para los estudiantes que presentaron proyecto.
Finalmente, gracias a este “Sistema de identificación de gestos para modelos faciales tridimensionales” en el Laboratorio de Realidad Extendida de la UPIITA, los tres estudiantes podrán titularse como ingenieros mecatrónicos.
RR