La ciencia del futuro: Utilizar mundos 3D para visualizar datos

¿Dar un paseo por un cerebro humano? ¿Volar sobre la superficie de Marte? Los informáticos de la Universidad de Illinois en Chicago están acercando la ciencia ficción a la realidad con un mundo virtual envolvente en el que un investigador con gafas 3D puede hacer todo eso y más.

En el sistema, conocido como CAVE2, una pantalla de 2,5 metros de altura rodea al espectador 320 grados. Un panorama de imágenes brota de 72 paneles estereoscópicos de cristal líquido, transmitiendo una vertiginosa sensación de poder tocar lo que en realidad no está ahí.

Ya en 1950, el autor de ciencia ficción Ray Bradbury imaginó una habitación infantil que podía hacer que los cuentos antes de dormir fueran inquietantemente reales. Los fans de "Star Trek" quizá recuerden la holocubierta como el patio de recreo virtual donde la tripulación del Enterprise de ficción se relajaba en mundos de fantasía.

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Los informáticos de Illinois tienen en mente asuntos más serios cuando entregan a los visitantes unas gafas 3D y un mando llamado "varita". Los científicos de muchos campos comparten hoy un reto común: cómo comprender realmente cantidades abrumadoras de datos. Jason Leigh, coinventor del sistema de realidad virtual CAVE2, cree que esta tecnología responde a ese reto.

"En los próximos cinco años, prevemos utilizar el CAVE para observar datos a gran escala y ayudar a los científicos a dar sentido a esa información. En esencia, las CAVE son unas lentes fantásticas para enfocar los datos", afirma Leigh.

El mundo virtual CAVE2 podría cambiar la forma de formar a los médicos y mejorar la atención a los pacientes, afirma Leigh. Los investigadores farmacéuticos podrían utilizarlo para modelar el modo en que los nuevos fármacos se unen a las proteínas del cuerpo humano. Los diseñadores de automóviles podrían "conducir" virtualmente sus nuevos diseños de vehículos.

Imagina convertir cantidades ingentes de datos -las fuerzas que hay detrás de un huracán, por ejemplo- en una simulación que un investigador meteorológico pudiera ampliar y explorar desde dentro. Los arquitectos podrían recorrer sus rascacielos antes de construirlos. Los cirujanos podrían ensayar una intervención utilizando los datos de un paciente individual.

Pero el tamaño y el gasto de los sistemas de realidad virtual basados en salas pueden resultar barreras insuperables para su uso generalizado, dijo Henry Fuchs, profesor de informática de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, que conoce la tecnología CAVE pero no participó en su desarrollo.

Aunque califica la CAVE2 de "tesoro nacional", Fuchs predice que una tecnología más pequeña, como las gafas conectadas a Internet de Google, hará más por revolucionar la medicina que la CAVE. Aun así, afirma que las grandes pantallas son la mejor forma actual de que las personas interactúen y colaboren.

Entre los creyentes se encuentra la gente de Mechdyne Corp., con sede en Marshalltown (Iowa), que tiene la licencia de la tecnología CAVE2 desde hace tres años y planea comercializarla en hospitales, el ejército y en la industria del petróleo y el gas, dijo Kurt Hoffmeister, de Mechdyne.

En Chicago, investigadores y estudiantes de posgrado están creando escenarios virtuales para probarlos en el CAVE2. El sobrevuelo de Marte se ha creado a partir de datos reales de la NASA. El recorrido cerebral se basa en la disposición de los vasos sanguíneos en un paciente real.

El neurocirujano Ali Alaraj recordó la primera vez que vio el cerebro utilizando la CAVE2.

"Puedes caminar entre los vasos sanguíneos", explica el neurocirujano de la Facultad de Medicina de la Universidad de Illinois. "Puedes mirar las arterias desde abajo. Puedes mirar las arterias desde el lado.... Eso era ciencia ficción para mí".

¿Procesarían los médicos la información más rápidamente y con menos errores utilizando CAVE2? Ésa es la pregunta que subyace a un estudio propuesto que compararía el CAVE2 con los métodos convencionales para detectar aneurismas cerebrales y determinar el tratamiento adecuado, dijo Andreas Linninger, profesor de bioingeniería, ingeniería química e informática de la UIC.

Pero no todo son asuntos serios en el laboratorio.

En su tiempo libre de los dos últimos años, el ayudante de investigación Arthur Nishimoto ha estado programando el ordenador CAVE2 con las especificaciones de la nave estelar ficticia Enterprise. Ahora puede pasear por su recreación a tamaño real de la nave espacial de la TV.

La tecnología original, introducida a principios de los 90, se llamaba CAVE, que significaba Entorno Virtual Automático de la Caverna y también se refería ingeniosamente a la caverna de Platón, la analogía del filósofo sobre las sombras y la realidad. Fue bautizada así por los antiguos codirectores del laboratorio Tom DeFanti y Dan Sandin.

La segunda generación de la CAVE, inventada por Leigh y su colaborador Andy Johnson, tiene mayor resolución. El proyecto fue financiado por la Fundación Nacional de la Ciencia y el Departamento de Energía.

"Es fantástico venir a trabajar. Cada día es como vivir un sueño de ciencia ficción", dijo Leigh. "Hacer ciencia en este tipo de entorno es absolutamente increíble".