Convertir fotografías en objetos 3D en tiempo real es posible con Inteligencia Artificial

Inteligencia artificial: ¿Te imaginas tener acceso a un objeto manipulable 3D con tal solo tomar una fotografía? NVIDIA lo hace posible.

Inteligencia Artificial, seguramente todos hemos escuchado más de una vez el término y es que debido al gran avance de la tecnología con el paso del tiempo, este concepto se hace cada vez más presente. Pero, ¿qué es la Inteligencia Artificial

Es la tecnología que permite a las computadoras imitar, de alguna forma, la inteligencia humana. Esto se logra por medio de la experiencia, en donde se procesan grandes cantidades de datos y se reconocen los patrones automatizando así el aprendizaje. 

A través de los años hemos sido testigos de los resultados que ha traído la Inteligencia Artificial, tales como computadoras que juegan ajedrez, asistentes de voz o automóviles de conducción autónoma. Recientemente, la empresa multinacional NVIDIA experta en AI presentó GANverse3D, una tecnología que permitirá convertir fotografías en objetos 3D en tiempo real. 

¿Qué es GANverse3D

Es una aplicación realizada por NVIDIA AI Research Lab Toronto, la cual infla imágenes 2D estándar y las convierte en modelos 3D realistas que se pueden visualizar y controlar en entornos virtuales.  

Esta tecnología disruptiva fue anunciada durante el GTC (GPU Technology Conference) 2021, un evento de NVIDIA Corp. Se mencionó que, por ejemplo, al tomar una sola foto de un coche GANverse3D es capaz de convertirla en un modelo 3D completo que se puede conducir alrededor de una escena virtual, con faros, luces traseras y luces intermitentes realistas.

Además, lo que más llama la atención sobre GANverse3D es que realiza esta conversión de 2D a 3D de una forma relativamente sencilla, tanto que no es necesario tener amplios conocimientos en materia de modelado y renderizado, pues al ser una tecnología basada en Inteligencia Artificial, realiza la tarea de forma automática.  

¿Cómo funciona esta nueva tecnología?

La aplicación se construyó utilizando una red generativa antagónica también conocida como GAN, la cual tiene la capacidad de sintetizar imágenes que representan el mismo objeto desde múltiples ángulos, a partir de una única fotografía. Las imágenes que se toman previamente desde diferentes puntos de vista se combinan para crear un framework de renderizado. 

Siguiendo con el ejemplo del automóvil, NVIDIA asegura que las imágenes sintetizadas tienen tal precisión como si las hubiese tomado un fotógrafo que camina alrededor del coche. 

Para lograr lo que hoy en día es GANverse3D, el equipo tuvo que entrenar su algoritmo para que pueda reconocer los patrones de imágenes, así como hacer que el motor de Inteligencia Artificial se apoyará en un sistema de aprendizaje profundo.  

El nivel de aprendizaje es tan óptimo que no es necesario tomar varias fotos desde diferentes ángulos, ya que GANverse3D tiene la capacidad de deducir el resto de los ángulos a partir de la única imagen brindada. 

El acontecimiento con el que llevaron al siguiente nivel a GANverse3D y comprobaron su funcionamiento fue con el modelo 3D de Kitt, conocido como el coche fantástico por la serie de 1982, protagonizada por David Hasselhoff. Los resultados fueron positivos al convertir una imagen 2D de Kitt en un modelo 3D con ruedas y faros bien detallados. Con otro par de herramientas terminaron de detallar las texturas y conseguir físicas de conducción realistas.

Lo que podría esperarse de GANverse3D en un futuro

Aunque por el momento se ha aplicado principalmente en autos como el ejemplo anterior, GANverse3D podría ayudar a arquitectos, creadores, desarrolladores de juegos y diseñadores a agregar de forma sencilla nuevos objetos a sus maquetas sin necesidad de experiencia en modelado 3D, ahorrando así recursos tan valiosos como tiempo y costos. 

Para que conozcas más sobre el funcionamiento y las capacidades de esta nueva tecnología, te compartimos el siguiente vídeo: 

Este es tan sólo un ejemplo de las tantas cosas que se pueden conseguir por medio de la Inteligencia Artificial, llegando a impactar a diferentes sectores e industrias. 

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Fuentes: 

Salian, Isha. (16 de abril de 2021). Knight Rider Rides a GAN: Bringing KITT to Life with AI, NVIDIA Omniverse. NVIDIA Blog. Disponible en: https://blogs.nvidia.com/blog/2021/04/16/gan-research-knight-rider-ai-omniverse/ 

Ros, Isidro. (16 de abril de 2021). GANverse3D de NVIDIA: Crea imágenes 3D a partir de una imagen 2D gracias al poder de la inteligencia artificial. My Computer. Disponible en: https://www.muycomputer.com/2021/04/16/ganverse3d-nvidia-imagenes-3d/ 

S/a. (19 de abril de 2021). NVIDIA transforma imágenes individuales en modelos 3D. Diario TI. Disponible en: https://diarioti.com/nvidia-transforma-imagenes-individuales-en-modelos-3d/116306

Martín, Alberto. (16 de abril de 2021). La nueva IA de NVIDIA es capaz de crear objetos interactivos en 3D a partir de una simple fotografía. Hipertextual. DIsponible en: https://hipertextual.com/2021/04/nvidia-ganverse3d 

 

La tecnología revoluciona el sector automotriz con baterías estructurales

Los intentos comenzaron desde 2007, y 14 años después, está más cerca de ser una realidad.

La tecnología busca ofrecer soluciones en cualquier campo que lo requiera. En la industria automotriz, una de las principales innovaciones fueron los carros eléctricos, los cuales surgieron como una alternativa para disminuir la contaminación emitida por los autos comunes. Ahora, los investigadores enfocados en este sector han identificado una nueva área de oportunidad: el peso innecesario que implican las baterías convencionales en automóviles. 

Las baterías que se usan actualmente en los automóviles eléctricos significan una gran parte del peso total de este, sin embargo, no aportan ninguna función de soporte de carga para el chasis, estructura interna que sostiene el vehículo. 

Aunque la capacidad de las baterías ha aumentado, su peso también lo ha hecho, sobre todo para vehículos más grandes de alto tonelaje como los camiones, los autobuses, ferrocarriles y barcos. Ante esto, surge la batería estructural, una solución tecnológica que reduciría considerablemente la energía que necesita un auto para propulsarse debido a su reducción de peso. 

¿Qué es una batería estructural?

A diferencia de las baterías comunes, la batería estructural se caracteriza por ser una fuente de energía, pero también por formar parte de la estructura resistente del vehículo. A esto se le conoce como almacenamiento de energía sin masa, ya que el peso de la batería disminuye de forma considerable al convertirse en un elemento de la carrocería con el añadido de que, a su vez, la fuente principal de energía para lograr que el vehículo funcione. 

El secreto para lograr este doble funcionamiento es que la batería estructural está hecha de fibra de carbono, la cual funciona como electrodo, conductor y material de soporte. Tiene una densidad de energía de 24 Wh/kg, lo cual equivale al 20 por ciento de la capacidad de las baterías de iones de litio que son las que usan comúnmente los automóviles eléctricos hoy en día. 

A pesar de lo anterior, esto no significa necesariamente una desventaja ya que, al disminuir notablemente el peso total del vehículo, esto da como resultado que requiera mucha menos energía para moverse. 

La batería está compuesta de un electrodo negativo de fibra de carbono y un positivo, hechos a partir de una lámina de aluminio recubierta de litio y fosfato de hierro. El separador es una tela de fibra de vidrio que sirve como matriz electrolítica estructural, que transporta los iones de litio entre los electrodos como sucede en baterías comunes. 

Las mentes detrás de la batería estructural

Detrás de esta tecnología disruptiva se encuentran Johanna Xu y Leif Asp, científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers ubicada en ubicada Gotemburgo, Suecia.

Los intentos por crear esta batería estructural no son nuevos. En 2007 se realizó un primer intento, sin embargo, fue complicado dar con la unión de las propiedades eléctricas y mecánicas. Posteriormente, durante 2018 se continuaron los estudios sobre la fibra de carbono como una buena opción para brindar la fuerza necesaria a fin de formar parte de la carrocería y el rendimiento electroquímico para almacenar energía.

Actualmente, Leif Asp, profesor y líder del proyecto, ha llevado estas pruebas a la realidad, consiguiendo una batería eléctrica sin masa 10 veces más funcional que cualquier otra. 

¿Qué sigue después? 

Como se mencionó anteriormente, esta batería tiene solo el 20% de densidad de energía que las baterías usadas hoy en día en los vehículos eléctricos, por lo cual, el siguiente paso es mejorar este aspecto, aumentado esta energía de 24 Wh/kg hasta 75 Wh/kg de energía y 75 GPa de rigidez, lo que supondría algo jamás visto en la tecnología de baterías sin masa.

Las primeras pruebas serán llevadas a cabo por la Agencia Espacial Nacional de Suecia donde se busca alcanzar el rendimiento anteriormente mencionado. A su vez, Leif Asp espera poder asociarse con más empresas para llegar a otro tipo de transportes como bicicletas, aviones, barcos e incluso, en unos años, teléfonos u ordenadores, todos estos con la mitad de su peso actual, pero funcionando a partir de una batería que forme parte de su estructura. 

A continuación, te compartimos un vídeo donde puedes conocer más sobre esta nueva tecnología que revolucionará el sector automotriz y probablemente, muchos más sectores. ¿Qué opinas? 

 

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Fuentes:

García, Gonzalo. (28 de marzo de 2021). Esta batería de fibra de carbono estructural no añade peso extra a un vehículo eléctrico. En Híbrido y Eléctricos. Disponible en: https://www.hibridosyelectricos.com/articulo/tecnologia/bateria-fibra-carbono-estructural-peso-extra-vehiculo-electrico/20210325114709043659.html

Noticias de la Ciencia y la Tecnología. (25 de marzo de 2021). Baterías estructurales, una revolución en los automóviles eléctricos. Disponible en: (https://noticiasdelaciencia.com/art/41362/baterias-estructurales-una-revolucion-en-los-automoviles-electricos

Roca A. José. ( 07 de abril de 2021). Investigadores suecos producen baterías estructurales de materiales ultraligeros. En El Periódico de la Energía. Disponible en: https://elperiodicodelaenergia.com/investigadores-suecos-producen-baterias-estructurales-de-materiales-ultraligeros/

 

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