Los detectores 3D miden la distancia social para ayudar a combatir el COVID-19

Un equipo de investigadores de EPFL ha reutilizado un algoritmo que desarrollaron inicialmente para automóviles autónomos para ayudar a las personas a satisfacer las demandas del distanciamiento social. Su programa, que funciona junto con la cámara, puede detectar si las personas mantienen la distancia adecuada para prevenir infecciones, sin recopilar ninguna información personal. Puede ser útil en los sistemas de transporte público, en tiendas y restaurantes, e incluso en fábricas.

“Cuando Suiza fue bloqueada el año pasado, estábamos trabajando en un algoritmo para autos autónomos”, dice el Dr. Lorenzo Bertoni. estudiante del Laboratorio de Inteligencia Visual para el Transporte EPFL (VITA). “Pero rápidamente nos dimos cuenta de que al agregar unas pocas funciones, podríamos hacer de nuestro programa una herramienta útil para el manejo de pandemias”. El laboratorio VITA está dirigido por el profesor asistente Alexandre Alahi.

Después de pasar unas semanas leyendo cómo se propaga el virus COVID-19, Bertoni y su equipo comenzaron a darse cuenta, junto con el resto de la comunidad científica, de que las microgotas juegan un papel clave en la propagación del virus y que es necesario que las personas mantenga su distancia a una distancia de al menos 1,5 metros si no tienen una máscara facial. En consecuencia, los investigadores comenzaron a mejorar su algoritmo, que inicialmente estaba destinado a detectar la presencia de otro automóvil o un peatón en la carretera e instruir al automóvil autónomo para que reduzca la velocidad, se detenga, cambie de dirección o acelere. Los científicos acaban de publicar su trabajo en Transacciones IEEE para sistemas de transporte inteligentes y lo presentará en el Congreso Internacional de Robótica y Automatización (ICRA) el 2 de junio de 2021.

Otro método de cálculo

Los detectores de distancia actualmente disponibles en el mercado utilizan cámaras fijas y sensores LiDAR (láser). Pero el detector 3D de EPFL, llamado MonoLoco, se puede conectar fácilmente a cualquier cámara o videograbadora, incluso a las que venden los minoristas de electrónica de consumo, oa un teléfono inteligente. Esto se debe a que utiliza un enfoque innovador que implica calcular las dimensiones de la silueta de las personas y la distancia entre ellas. En otras palabras, estima qué tan lejos están dos personas entre sí en función de su tamaño, no de las medidas del suelo. “La mayoría de los detectores localizan a las personas en el espacio 3D, asumiendo que están en la misma superficie plana. La cámara debe estar perfectamente estacionaria, por lo que la usabilidad es limitada; hay problemas de precisión si, por ejemplo, alguien sube las escaleras, dice Bertoni, autor principal del estudio. “Así que queríamos desarrollar un detector que fuera más preciso y que no confundiera la luz de la calle con la luz para peatones”.

Otras características innovadoras del algoritmo EPFL son que puede identificar la orientación corporal de las personas, determinar cómo interactúa un grupo de personas, y especialmente si están hablando, y juzgar si se mantienen a 1,5 metros entre sí. Esto se debe a que utiliza un método de cálculo diferente al de los detectores existentes. Además, MonoLoco mantiene los rostros y siluetas de los sujetos completamente anónimos, ya que solo mide las distancias entre sus articulaciones (es decir, hombros, muñecas, caderas y rodillas). Toma una foto o video de un área y transforma los cuerpos de las personas en siluetas no identificables delineadas con líneas y puntos. Esta información permite al algoritmo calcular qué tan separados están y su respectiva orientación corporal. “Nuestro software no tiene que almacenar las fotos y videos originales. Creemos que este es un paso en la dirección correcta cuando se trata de proteger la privacidad de las personas ”, dice Bertoni.

Varios usos posibles

“Se nos ocurrieron algunos posibles aplicaciones para nuestro programa durante la pandemia ”, dice Bertoni transporte públicopor supuesto, pero también en tiendas, restaurantes, oficinas y estación de ferrocarril—E incluso en las fábricas, porque puede permitir que las personas trabajen de forma segura con la distancia necesaria. ”El requisito de distancia se puede establecer hasta 40 metros de distancia, ya sea entre personas, objetos o ambos, así como su orientación. han publicado el código fuente de su algoritmo en el sitio web de VITA y están planificando la implementación inicial en buses de correo suizos como parte de un proyecto conjunto con Swiss Post.