La sofisticada tecnología que impulsa el reconocimiento facial en muchos teléfonos inteligentes modernos algún día podría recibir una actualización de alta tecnología que suena, y se ve, sorprendentemente de baja tecnología.

Esta ventana al futuro no es otra que un trozo de vidrio. Los ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison han ideado un método para crear piezas de vidrio "inteligente" que pueden reconocer imágenes sin necesidad de sensores, circuitos o fuentes de alimentación.

"Estamos usando ópticas para condensar la configuración normal de las cámaras, sensores y redes neuronales profundas en una sola pieza de vidrio delgado, "dice el profesor de ingeniería eléctrica e informática de la UW-Madison, Zongfu Yu.

Yu y sus colegas publicaron detalles de su investigación de prueba de concepto hoy en la revista. Investigación fotónica .

Incrustar inteligencia artificial dentro de objetos inertes es un concepto que, a primera vista, parece algo salido de la ciencia ficción. Sin embargo, es un avance que podría abrir nuevas fronteras para la electrónica de bajo consumo.

Ahora, La inteligencia artificial consume recursos computacionales sustanciales (y duración de la batería) cada vez que miras tu teléfono para desbloquearlo con Face ID. En el futuro, una pieza de vidrio podría reconocer su rostro sin usar ningún poder.

"Esto es completamente diferente de la ruta típica hacia la visión artificial, "dice Yu.

Imagina piezas de vidrio que parecen cuadrados translúcidos. Pequeñas burbujas e impurezas colocadas estratégicamente dentro del vidrio doblarían la luz de maneras específicas para diferenciar las diferentes imágenes. Esa es la inteligencia artificial en acción.

Por su prueba de concepto, los ingenieros idearon un método para hacer piezas de vidrio que identificaban números escritos a mano. La luz que emana de la imagen de un número entra por un extremo del vaso, y luego se enfoca en uno de los nueve puntos específicos del otro lado, cada uno correspondiente a dígitos individuales.

El vidrio era lo suficientemente dinámico para detectar, en tiempo real, cuando un 3 escrito a mano se modificó para convertirse en un 8.

"El hecho de que pudiéramos obtener este comportamiento complejo con una estructura tan simple fue realmente algo, "dice Erfan Khoram, estudiante de posgrado en el laboratorio de Yu.

Diseñar el vidrio para reconocer números fue similar a un proceso de capacitación de aprendizaje automático, excepto que los ingenieros "entrenaron" un material analógico en lugar de códigos digitales. Específicamente, los ingenieros colocaron burbujas de aire de diferentes tamaños y formas, así como pequeñas piezas de materiales absorbentes de luz como el grafeno en lugares específicos dentro del vidrio.

"Estamos acostumbrados a la informática digital, pero esto ha ampliado nuestra visión, ", dice Yu." La dinámica de ondas de la propagación de la luz proporciona una nueva forma de realizar la computación neuronal artificial analógica ".

Una de esas ventajas es que el cálculo es completamente pasivo e intrínseco al material, lo que significa que una pieza de vidrio de reconocimiento de imágenes podría usarse cientos de miles de veces.

"Potencialmente podríamos usar el vidrio como cerradura biométrica, "sintonizado para reconocer sólo el rostro de una persona", dice Yu. "Una vez construido, duraría para siempre sin necesidad de energía o internet, lo que significa que podría mantener algo seguro para usted incluso después de miles de años ".

Adicionalmente, funciona literalmente a la velocidad de la luz, porque el vidrio distingue entre diferentes imágenes al distorsionar las ondas de luz.

Aunque el proceso de formación inicial puede llevar mucho tiempo y ser exigente desde el punto de vista informático, el vidrio en sí es fácil y económico de fabricar.

En el futuro, los investigadores planean determinar si su enfoque funciona para tareas más complejas, como el reconocimiento facial.

"El verdadero poder de esta tecnología radica en su capacidad para manejar tareas de clasificación mucho más complejas al instante sin ningún consumo de energía, "dice Ming Yuan, colaborador de la investigación y profesor de estadística en la Universidad de Columbia. "Estas tareas son la clave para crear inteligencia artificial:enseñar a los automóviles sin conductor a reconocer una señal de tráfico, para habilitar el control por voz en los dispositivos de consumo, entre muchos otros ejemplos ".

A diferencia de la visión humana, que es asombrosamente general en sus capacidades para discernir un número incalculable de objetos diferentes, el vidrio inteligente podría sobresalir en aplicaciones específicas, por ejemplo, una pieza para el reconocimiento de números, una pieza diferente para identificar letras, otro para caras, etcétera.

"Siempre estamos pensando en cómo proporcionamos visión para las máquinas en el futuro, e imaginando aplicaciones específicas, tecnologías impulsadas por la misión ", dice Yu." Esto cambia casi todo acerca de cómo diseñamos la visión artificial ".