El desarrollo de tecnologías para facilitar la comunicación entre humanos y perros de servicio

—Siéntate, muchacho—, le dice un niño con vestimenta de boy scout a un perro que porta un robusto collar.

—¡Mira, está entrenado! —, responde el niño emocionado después de que el perro siguiera su instrucción.

Tras el primer éxito, le pide que lo salude con una de sus patas; el perro sigue la instrucción de nuevo.

—¡Habla! —, le ordena el niño.

—¡Hola! —, responde el perro haciendo uso de una bocina instalada en el collar. El perro se presenta y explica que su dueño fue quien diseñó el collar para permitirle comunicarse.

Karla Navarro / Todos@Cicese

Foto destacada: Up es una de las películas más especiales de la compañía de animación Pixar (fondoswiki.com).

Ensenada, B.C., México, sábado 10 diciembre 2022.- Aunque esta es solo una escena de Up, la película animada de Pixar, sí existe un campo de la investigación, dentro de las ciencias computacionales, dedicada al diseño y desarrollo de la interacción animal-computadora. Ahí se ubica el proyecto Tzuku.

Ya sea a través de sus ladridos, sus posturas, movimientos o acciones, los perros se comunican con los humanos, un proceso que cobra relevancia cuando se trata de perros de búsqueda y asistencia: la eficiencia de su comunicación puede traducirse en algo tan crítico como ayudar a un paciente o salvar una vida.

Investigadores de la Unidad de Transferencia Tecnológica Tepic del CICESE (CICESE-UT³) están aprovechando los avances tecnológicos, y en específico los métodos computacionales, para desarrollar herramientas que contribuyan a la comunicación entre perros de servicio y humanos, en beneficio de pacientes y personas en situación de riesgo.

Estos esfuerzos se reúnen en el proyecto Tzuku, que significa ‘perro’ en lengua wixárika. El proyecto es liderado por la Unidad Tepic del CICESE y cuenta con la colaboración de especialistas de la Universidad Autónoma de Yucatán, la Universidad Autónoma de Tlaxcala y el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE); es financiado con la convocatoria de Ciencia de Frontera 2019 del Conacyt.

Humberto Pérez Espinoza, investigador del CICESE Unidad Tepic y responsable técnico del proyecto, apuntó que en la investigación se aplican tecnologías como internet de las cosas, aprendizaje automático e inteligencia artificial para desarrollar interfaces que faciliten la comunicación entre humanos y perros de servicio.

“Tenemos que pensar cómo podría ser una interfaz que sea alcanzable en el estado actual de la tecnología y además que sea práctica, que sea útil para las aplicaciones de interés como por ejemplo en nuestro caso, perros de búsqueda y perros de asistencia”, comentó.

Cortesía.

Marcaje, el objetivo principal

Los desarrollos derivados del proyecto Tzuku son diversos, pero se ha establecido como objetivo principal el marcaje, un término que los entrenadores de perros de búsqueda y asistencia utilizan para referirse a que el perro está indicando algo relevante.

Esto significa que, aunque los prototipos sean variados todos tienen en común que apoyan en ese momento crucial en el que el perro, previamente entrenado para ello, desea señalar algo.

Otro criterio que delimita al proyecto Tzuku es el enfoque en interfaces naturales de usuario. Humberto Pérez explicó que este tipo de interfaces son aquellas en las que no se necesita manipular un objeto, sino que operan con señales o comandos.

Aclaró que el proyecto no solo incluye el desarrollo de interfaces perro-computadora, es decir, los dispositivos con los que el animal interactuará, sino que también se considera el análisis de su comportamiento.

“También estamos trabajando en aprendizaje máquina, inteligencia artificial multimodal, que nos permite interpretar automáticamente la entrada que se obtiene del perro y también interfaces humano-computadora que permitan desplegar información relevante a los entrenadores o personas que toman decisiones”, mencionó.

Para lograr estos objetivos, el grupo de investigación colabora con etólogos, especialistas en comportamiento animal que ayudan a valorar la metodología propuesta en el proyecto y el propio comportamiento de los perros.

Con la ayuda de entrenadores, los investigadores conocen los problemas reales a los que se enfrentan durante el proceso de adiestramiento y además ponen a prueba sus propuestas.

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Prototipos desarrollados

Bajo estos criterios ya fue desarrollado el prototipo de una alarma médica que se activa mediante ladridos.

Humberto Pérez detalló que el sistema fue diseñado para que lo usen en casa pacientes con padecimientos como epilepsia o ansiedad.

Por medio de una bocina inteligente, la alarma se activará automáticamente al identificar los ladridos de marcaje de los perros cuando el paciente tiene un ataque, se desmaya o cae.

Otro prototipo consiste en un sistema de visión para la detección de acciones y posturas de perros, que tiene la capacidad de detectar en video dónde se ubica el perro, dónde está su hocico y si está, por ejemplo, mostrando sus colmillos.

Un sistema que funciona con un esqueleto que se ajusta con puntos clave en el cuerpo del perro para seguir sus movimientos, es otro de los prototipos desarrollados como parte del proyecto Tzuku, con el que se pueden detectar movimientos del animal que sean de interés porque comunican incidentes relevantes.

“Si el perro mueve la cola sabemos que puede significar algo o si la tiene erguida o si la tiene hacia abajo, pueden significar diferentes cosas, lo mismo que sus orejas y sus patas, eso nos permite saber si el perro tiene alguna postura específica o está realizando alguna acción en específico”, refirió el investigador.

El cuarto desarrollo se trata de una interfaz que consiste en un chaleco con sensores como acelerómetro, sensor de ritmo cardiaco y GPS que permite conocer tanto el estado físico del perro con datos biométricos, como sus movimientos y acciones; esta es otra forma de obtener información del animal.

Aunado a las interfaces, el equipo de especialistas también trabaja en el desarrollo de aplicaciones que interpreten la información que se recaba del comportamiento del perro y generar reportes relevantes para los entrenadores de los perros, con el propósito de mejorar sus procesos de entrenamiento y la operación durante desastres.

Si bien, advierte Humberto Pérez, todavía estamos lejos de contar con una tecnología como la que se muestra en la película Up, ya es posible aplicar y aprovechar los métodos computacionales para facilitar la misión de los perros de búsqueda y asistencia: salvar vidas.