Nueva y revolucionaria estrategia de procesamiento de imágenes en teléfonos móviles

Una nueva técnica para el procesamiento de imágenes en teléfonos móviles recorta el gasto de ancho de banda en más del 98 por ciento.

A medida que los smartphones (teléfonos inteligentes) se convierten en los ordenadores y cámaras principales de la gente, existe una demanda creciente para las versiones móviles de aplicaciones de procesamiento de imágenes. Dicho procesamiento, sin embargo, puede ser intensivo desde el punto de vista de la computación, y a menudo agota con bastante rapidez la batería del teléfono móvil. Algunas aplicaciones móviles tratan de resolver este problema enviando los archivos de las imágenes a un servidor central, que las procesa y las manda de vuelta. Pero cuando las imágenes son grandes, esto introduce retrasos notables y puede implicar costes extra debido a un mayor uso de la cuota de datos.

Unos investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, la Universidad de Stanford en California, y la empresa Adobe Systems han presentando un sistema que, en unos experimentos, redujo en hasta un 98,5 por ciento el ancho de banda consumido para una imagen enviada a procesar a un servidor y devuelta por este, y el consumo de energía en hasta un 85 por ciento.

El sistema desarrollado por el equipo de Michaël Gharbi envía al servidor una versión altamente comprimida de una imagen, y este devuelve un archivo aún más pequeño, que contiene tan solo instrucciones sencillas para que un programa en el teléfono modifique la imagen original.

El procesamiento convencional de imágenes en teléfonos inteligentes y otros dispositivos de bolsillo consume una parte importante de los recursos de estas máquinas o de su cuota de ancho de banda. Una estrategia adecuada de software podría aliviar el problema de manera notable. (Foto: MIT)

El teléfono lleva a cabo entonces las modificaciones descritas por esas instrucciones en su copia local de alta resolución de la imagen.

Así se logra que el consumo de ancho de banda sea solo de un 1 a un 2 por ciento del que sería normal si no se hubiera recurrido al nuevo sistema.

Aplicar las modificaciones a la imagen original requiere algo de computación extra en el teléfono, pero eso ni consume tanto tiempo ni tanta energía como requeriría enviar y descargar archivos de alta resolución.

Submarinos de tamaño nanométrico y propulsados por luz

Aunque no son como el submarino miniaturizado de la película de ciencia-ficción "Fantastic Voyage" (1966), titulada “Viaje alucinante” en algunos países, los submarinos de tamaño nanométrico creados en la Universidad Rice en Houston, Texas, Estados Unidos, están demostrando ser aptos para navegar.

Cada uno de los sumergibles construidos en el laboratorio del químico James Tour en dicha universidad, compuestos por una sola molécula de 244 átomos, tiene un motor energizado por luz ultravioleta. Con cada revolución completa, la hélice del motor, parecida a una cola, impulsa al submarino 18 nanómetros hacia adelante. En realidad, los motores de este tipo, funcionando a más un millón de revoluciones por minuto, operan más como el flagelo de una bacteria que como una hélice.

Aunque la velocidad máxima del submarino no llega a 1 pulgada (2,54 centímetros) por segundo, ese es un ritmo vertiginoso en la escala molecular. Son las moléculas de movimiento más rápido que han sido vistas en una solución.

Si bien estos motores moleculares aún no pueden ser dirigidos, el estudio demuestra que son lo bastante potentes para mover a los submarinos de 10 nanómetros a través de soluciones de moléculas móviles de un tamaño similar.

Recreación artística de los sumergibles de una sola molécula impulsados por luz, que contienen solo 244 átomos. (Imagen: Loïc Samuel/Rice University)

El grupo de Tour tiene amplia experiencia con máquinas moleculares. Hace una década, su laboratorio presentó al mundo los nanocoches, automóviles de una sola molécula con cuatro ruedas motrices, ejes y suspensiones independientes que podían ser “conducidos” por una superficie.

Entre las futuras aplicaciones de los nanosubmarinos, figura la de transportar fármacos a puntos muy específicos del interior del cuerpo humano y liberarlos allí. Ya hay nanocápsulas capaces de transportar medicamentos a través del medio acuoso del interior del cuerpo humano, pero carecen del alto grado de sofisticación de los nanosubmarinos del equipo de Tour.

La Universidad Carlos III de Madrid investiga nuevos sistemas de computación avanzados

Científicos de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), en España, estudian cómo mejorar el desarrollo de sistemas de computación avanzados para conseguir software más rápido en el marco de RePhrase, un nuevo proyecto de investigación del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea. Estas nuevas técnicas permitirán mejorar aplicaciones como procesos de fabricación industrial, seguimiento del tráfico ferroviario, así como el diagnóstico de enfermedades mentales.

El proyecto RePhrase tiene como objetivo trabajar en la mejora del desarrollo de software para arquitecturas paralelas y heterogéneas. “Las arquitecturas paralelas heterogéneas son las que se utilizan en aquellas máquinas que combinan distintos dispositivos de cómputo, como los conocidos procesadores multi-core y tarjetas gráficas usadas para realizar cálculos", explica el investigador principal del equipo de la UC3M, José Daniel García, del grupo de investigación de Arquitectura de Computadores, Comunicaciones y Sistemas (ARCOS) del departamento de Informática de la universidad.

La participación de la UC3M en este nuevo proyecto se centra en resolver problemas concretos a la hora de desarrollar aplicaciones en computadores paralelos, prestando especial atención al uso del lenguaje de programación C++, que ha sido identificado por los participantes como una excelente alternativa para este tipo de dispositivos.

Según el profesor José Daniel García, las próximas generaciones de computadores incluirán cada vez más procesadores con diversidad de prestaciones, lo que hace necesario nuevos métodos de desarrollo de software. “El reto es conseguir aplicaciones más rápidas y que al mismo tiempo tengan un menor consumo de energía”, indica.

Imagen de cerebro generada a partir de resonancia magnética. (Foto: UC3M)

Los resultados de esta investigación pueden encontrar aplicación en diversos campos, como en la mejora de procesos industriales de fabricación, la monitorización del tráfico ferroviario o la optimización de aplicaciones para el diagnóstico de enfermedades mentales. En este último caso, la UC3M colabora estrechamente con otro equipo de investigación del Centro de Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM) del Hospital Gregorio Marañón, aplicando las técnicas desarrolladas para mejorar métodos de diagnóstico basados en resonancia magnética.

“La aplicación sobre la que trabajamos consiste en el procesamiento por computador de imágenes capturadas mediante resonancia magnética del cerebro”, explica uno de los integrantes del proyecto, el profesor Fco. Javier García Blas, del departamento de Informática de la UC3M. En la actualidad, estos sistemas tardan horas en realizar el análisis por computador de las imágenes y el objetivo de estos investigadores es reducir este tiempo a minutos. Es decir, se trata de “conseguir diagnósticos más rápidos en el caso de enfermedades como la la esquizofrenia, el trastorno bipolar o la depresión”, apunta el investigador.

El proyecto RePhrase (http://www.rephrase-ict.eu), que comenzó en abril de 2015 y se prolonga durante tres años, une los esfuerzos de ocho instituciones académicas e industriales de Austria, España, Hungría, Israel, Italia y Reino Unido, incluyendo la participación de la corporación IBM. Está financiado por la Unión Europea con más de 3,5 millones de euros bajo el proyecto 644235 del programa de investigación Horizonte 2020 y continúa la línea del proyecto REPARA (http://www.repara-project.eu) centrado en simplificar la programación de computadores paralelos heterogéneos. (Fuente: UC3M)

Logran enfriar líquidos mediante rayos láser

Desde que se inventó el primer láser en 1960, estos siempre han sido un ejemplo perfecto de emisión de calor, ya sea como herramienta útil, como subproducto indeseado de su funcionamiento, o como forma ficticia de derrotar enemigos intergalácticos en el género de la ciencia-ficción.



Pero esos rayos concentrados de luz nunca han podido enfriar líquidos. Unos investigadores han sido los primeros en resolver un rompecabezas de décadas de duración: averiguar cómo hacer que un láser refrigere agua y otros líquidos bajo condiciones más propias del mundo real que de montajes de laboratorio.



El equipo de Peter Pauzauskie, de la Universidad de Washington en la ciudad estadounidense de Seattle, ha conseguido emplear un láser infrarrojo para enfriar agua, haciendo descender su temperatura en unos 20 grados centígrados (36 grados Fahrenheit), un gran avance en el campo.



El descubrimiento podría ayudar a los usuarios del sector industrial a enfriar puntos muy específicos de maquinaria mediante un puntero láser especial enfocado al sitio en cuestión. Los microprocesadores, por ejemplo, podrían algún día usar un rayo láser para refrigerar componentes específicos en los chips de ordenador, a fin de impedir el sobrecalentamiento y permitir un procesamiento más eficiente de la información.





A medida que son enfriados por el láser, los nanocristales desarrollados por el equipo de la Universidad de Washington emiten un “resplandor” rojo-verde que puede ser visto a ojo desnudo. (Foto: Dennis Wise/University of Washington)





Los científicos podrían usar también un rayo láser para enfriar de forma precisa una porción de una célula mientras se divide o se repara, haciendo en esencia más lentos estos procesos y dando a los investigadores la oportunidad de ver mejor cómo funcionan. O podrían enfriar una sola neurona en una red, silenciándola sin dañarla, para ver cómo sus vecinas la circunvalan y se recablean.