Las burbujas pueden convertirse en una señal vital

Un buzo que comienza a respirar demasiado rápido puede estar agotado, asustado o atravesando una dificultad física. Bajo el agua, detectar ese cambio a tiempo es especialmente complicado: el equipo cubre buena parte del cuerpo, las comunicaciones son limitadas y colocar sensores médicos fiables no siempre resulta práctico.

Investigadores de la Universidad de Minnesota desarrollaron un sistema de inteligencia artificial que ofrece una alternativa inesperada. En lugar de colocar un dispositivo sobre el cuerpo, un robot submarino observa las burbujas que salen del regulador y calcula cuántas veces respira el buzo por minuto.

El trabajo, publicado en The International Journal of Robotics Research, es presentado por sus autores como la primera aplicación de visión robótica destinada a estimar la frecuencia respiratoria humana bajo el agua.

La cámara aprende a reconocer cada exhalación

Cuando una persona exhala dentro del regulador, libera una nube de burbujas que cambia de forma, volumen y posición mientras asciende. El sistema analiza las imágenes captadas por la cámara del robot e identifica cuándo comienza y termina cada ciclo respiratorio.

Entrenarlo no fue sencillo. El agua puede estar turbia, las burbujas se superponen y la iluminación varía constantemente. Para etiquetar correctamente miles de imágenes, los investigadores sincronizaron el video con el audio producido por las exhalaciones. El sonido les permitía confirmar si en un determinado fotograma el buzo estaba expulsando aire, aunque visualmente la escena fuera confusa.

Después compararon cuatro métodos de clasificación de imágenes y utilizaron un algoritmo adicional para transformar las detecciones visuales en respiraciones por minuto. Los resultados se contrastaron con mediciones realizadas por analistas humanos.

El robot clasifica la respiración en tres niveles

Durante las pruebas de campo, el sistema HREyes comunicaba al buzo cómo había clasificado su respiración. Una frecuencia inferior a 14 respiraciones por minuto se consideraba “por debajo de lo normal”; entre 14 y 20, “normal”; y por encima de 20, “superior a lo normal”.

Una respiración acelerada puede acompañar situaciones de estrés, esfuerzo, hiperventilación o agotamiento. Sin embargo, el robot no puede diagnosticar por sí solo qué está ocurriendo. Un buzo también puede respirar más rápido después de nadar contra una corriente o realizar una tarea exigente.

Por tanto, la tecnología mide un indicador fisiológico relacionado con el estrés, no el estado emocional completo de la persona. Para interpretar correctamente la alerta será necesario combinarla con otros datos y con el contexto de la inmersión.

Las pruebas se realizaron en lagos y en el Caribe

El equipo recopiló grabaciones en el lago Superior y Square Lake, ambos en Minnesota, además del mar Caribe frente a Barbados. Esta variedad permitió probar el modelo con diferentes temperaturas, niveles de claridad, iluminación y comportamientos de las burbujas.

El método evita algunos problemas de los dispositivos tradicionales. Los trajes húmedos y secos dificultan el contacto de sensores con la piel, mientras que las señales inalámbricas utilizadas habitualmente en tierra se propagan mal a través del agua.

Además, una cámara podría vigilar al buzo a distancia sin añadir más equipos a su cuerpo. El objetivo es que los robots submarinos actúen como compañeros de seguridad durante trabajos científicos, industriales, militares o de rescate.

El siguiente paso será observar también el movimiento

El sistema todavía fue diseñado para evaluar a un único buzo situado dentro del campo de visión del robot. Los investigadores quieren ampliarlo para observar a varias personas y combinar la respiración con la forma en que se desplazan.

Un cambio simultáneo en las burbujas y en los movimientos podría ofrecer una imagen más completa del bienestar del buzo. Por ejemplo, permitiría diferenciar mejor entre alguien que respira rápido por esfuerzo y una persona que ha perdido coordinación o está entrando en pánico.

Por ahora, el robot no sustituye a un compañero humano ni constituye un sistema médico de diagnóstico. Su avance consiste en transformar algo que siempre ha estado visible —las burbujas— en información capaz de advertir que una inmersión puede estar empezando a complicarse.

Fuente: Infobae.

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