Revista MUY. Octubre 1993
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EL OJO BIONICO, CON ESTO VERAN LOS CIEGOS
Abra los ojos. En el centro de la habitación hay tres figuras humanas apenas reconocibles. Entre ellas puede adivinarse el perfil del profesor Leon O. Chua, experto en ingeniería electrónica e informática de la Universidad de Berkeley. Parece un trío de fantasmas. Sólo se ven las siluetas en extranios colores rojos y verdes. El fondo es un conjunto caótico de puntos.
Cierre los ojos y vuelva a abrirlos. Ahora la habitación se ha vuelto oscura, los contornos de los tres personajes son más claros. Se reconoce también a Tomas Roska, una autoridad en ordenadores, y al biólogo Frank Werblin. Sostienen unas copas en la mano. Deben de estar celebrando algo... Fin del experimento.
Así transcurre una jornada normal de trabajo en el laboratorio del doctor Chua en Berkeley (California). Los ojos que se abren y se cierran no pertenecen a ningún paciente, sino a un ordenador dotado de avanzados sistemas de procesado neural de información con los que es capaz de reconocer figuras y colores. El mecanismo forma parte de un ambicioso proyecto para desarrollar un ojo hiónico.
No muy lejos de allí, en el Instituto de Tecnología de California, Misha A. Mahowald y Carver Mead diseñan sistemas de visión similares a la organización nerviosa del ojo humano. Su pretensión es crear modelos de silicio inspirados en la retina, la cóclea y otras estructuras orgánicas. Están convencidos de que pronto serán capaces de dotar a un chip del sentido de la vista. El objetivo de estas dos investigaciones está muy claro: algún día, las personas ciegas podrán ver a través de ojos artificiales forjados a golpe de microcircuito. Estos órganos de silicio serán capaces de activar las neuronas ópticas o, por qué no, directamente el cerebro.
De momento, el doctor Chua y su equipo son prudentes: nadie sabe cuánto tardarán en llegar los ojos 'biónicos eficaces para curar cegueras. Pero los avances en este camino están siendo espectaculares. En la presente década tendremos artefactos informáficos que reconozcan criminales o niños desaparecidos, detecten imperfecciones en piezas de fábrica, identifiquen objetivos militares o descubran reservas minerales en el espacio.
La más reciente conquista es un ojo electrónico desarrollado por científicos del Túnity College de Dublín. Este sistema inteligente combina las avanzadas tecnologías de redes neurales con la computación óptica y puede diferenciar, entre otras cosas, un modelo en forma de T mayúscula de otro en minúscula aunque aparezcan en distintas posiciones.
Desde hace décadas, los científicos han acariciado el sueño de poder imitar el trabajo del ojo humano. Ya en los años ochenta, la neurología había desvelado casi todos los secretos sobre el funcionamiento de las neuronas y los mecanismos transmisores de imágenes al cerebro. Sólo hacia falta disponer de la capacidad de memoria informática suficiente. Hoy, todavía no existe ningún ordenador que se encuentre en disposición de procesar cl billón de informaciones por segundo que recibe la retina. Sin embargo, una por una, nuestras neuronas ópticas son un millón de veces más lentas que los dispositivos electrónicos y consumen una energía diez millones de veces menor De modo que el problema se reduce a sacar el máximo partido a ese magno potencial informático.
El avance más importante conseguido hasta la fecha en el sector son los sistemas de proceso neural de información, que, en palabras de Mahowald y Mead, ofrecen un "nuevo paradigma técnico de extraordinaria potencia.
Como es sabido, los mecanismos habituales para procesar imágenes por medios electrónicos no tienen mucho que ver con el trabajo real de la retina humana. Basados en datos digitales, estos sistemas suelen descomponer el objeto enfocado en centenares de puntos y adjudicar a cada uno un valor numérico dependiendo de la cantidad de luz que refleja. Un potente ordenador se encarga de interpretar la información recibida y reproducir el objeto en cuestión.
Los ingenios propuestos por Chua, Mahowald y Mead se alejan de la simple digitalización. En este caso, el chip trabaja como una auténtica red neural de información analógica. Pongamos por ejemplo que se quiere saber la distancia que alcanzará un proyectil. Un ordenador digital utilizará la precisa fórmula matemática que relacione velocidad, resistencia del aire, potencia de lanzamiento, etcétera. Por su parte, un ordenador analógico recreará en su interior todos los comportamientos posibles del proyectil e interpretará la información que se le pide.
En esencia, las redes neurales artificiales están basadas en los sistemas reales de visión animal. Uno de los miembros del equipo de Berkeley, Frank Werblin, es pionero en la investigación biológica de la red de neuronas ópticas de las salamandras. A partir de estos anfibios ha podido descubrir que la visión en muchos animales, incluidos los mamíferos, es producto de un sorprendente trabajo en equipo. Cada una de las capas de la retina está plagada de células que transmiten una información muy especializada a su vecina sobre formas, colores, contornos, perfiles, tamaños, velocidad, etcétera.
Partiendo de este modelo, Werblin desarrolló un procesador del tamaño de un frigorífico capaz de representar imágenes reales. Ahora investiga junto al doctor Chua para reducir este ingenio a un chip tan pequeño como la uña de un pulgar, pero tan potente como los mayores superordenadores. Dentro de este microcircuito trabajan cientos de miles de células idénticas cargadas con un solo bit de información y conectadas a sus nueve congéneres más cercanas.
Cada célula reacciona únicamente a los estímulos de sus vecinas, pero el trabajo de todas a la vez permite que la información viaje a una velocidad extraordinaria. La red neural puede así responder inmediatamente a cualquier orden que proponga el programador
Con esta retina biónica, ya se ha conseguido representar imágenes bidimensionales, carentes de movimiento y con colores muy simples.
Es posible que nos encontremos cerca de solucionar el grave problema de la ceguera. Mientras llega ese soñado momento, las investigaciones en torno al ojo biónico son una fuente inagotable de conquistas en el mundo de la ciencia y la tecnología y, sobre todo, un puente que nos ayude a conocer cómo funciona la mente humana.
