1. Cómo detecta la mirada una luz infrarroja invisible
La mayoría de los dispositivos de seguimiento ocular utilizan cámaras y una luz cercana al infrarrojo, que es invisible para el ojo humano. Una fuente de luz se coloca frente a la pantalla y dirige esta luz hacia tus ojos. La cámara graba dos puntos clave: el centro de tu pupila y un pequeño punto brillante reflejado en la superficie del ojo, llamado punto de reflexión [1]. En presentaciones académicas en Japón, se confirma que colocar un LED infrarrojo y una cámara frente al usuario para capturar estos puntos es el método básico [2].
Lo importante es que la cámara no solo ve hacia dónde apunta tu pupila. Cuando tus ojos giran, la posición de la pupila cambia, pero también varía su relación con el punto de reflexión. El sistema calcula el punto exacto en la pantalla uniendo estos dos puntos y midiendo la distancia entre ellos [1]. Se usa luz infrarroja por dos razones: primero, porque no se ve y no molesta al usuario; segundo, porque es menos afectada por los cambios de brillo del entorno que la luz normal [1].
Piensa en una canica brillante iluminada por una linterna: verás un punto de luz en su superficie lisa. La córnea del ojo es similar, aunque mucho más compleja. Pero antes de que esto funcione perfectamente desde el primer momento, hay un paso previo necesario.
2. Para qué sirve la calibración al iniciar el seguimiento ocular
En muchos dispositivos, al iniciar, debes mirar una serie de puntos que aparecen en pantalla en orden. Esto se llama calibración. Su objetivo es registrar cómo se relacionan tu pupila y el punto de reflexión cuando miras posiciones conocidas en la pantalla, para luego asociarlas con los ángulos de tu mirada [2].
Este paso es necesario porque la forma de los ojos varía entre las personas. Aunque todos intentemos "mirar a la derecha", la manera en que se desplazan esos dos puntos difiere ligeramente según cada individuo. Sin embargo, calibrar una vez no significa terminar para siempre. Si cambia la persona que usa el dispositivo o si su cuerpo se mueve mucho, aparecen errores y es necesario repetir el proceso, lo cual se considera un desafío en su uso diario [3]. Las guías de productos también piden usar los ojos en el mismo estado (sin gafas, con lentes de contacto o con anteojos) que cuando se registró la calibración [3].
Así, el seguimiento ocular es una herramienta que requiere ajustar cuidadosamente las diferencias individuales cada vez. Una vez resuelto esto, surge un nuevo problema relacionado con la acción de "mirar" en sí misma.
3. Por qué mirar no es lo mismo que elegir: el problema de seleccionar todo lo que miras
Si usamos los ojos como si fueran un mouse, ocurre un problema: todo lo que miramos se selecciona automáticamente. En 1990, el investigador Robert J. K. Jacob analizó esto en una publicación académica. Señaló que las órdenes se ejecutarían constantemente solo con mirar, y que las personas desean que mirar algo no implique necesariamente una orden [5]. Este problema se conoce como el "problema del toque de Midas", en referencia a la leyenda del rey que convertía en oro todo lo que tocaba.
Una solución común es el método de "permanencia" o *dwell*. Solo se considera una selección si miras un punto durante cierto tiempo fijo [6]. El mismo estudio señala que, al mirar un objeto, los ojos pueden mantenerse relativamente estables durante periodos de 200 a 600 milisegundos (0.2 a 0.6 segundos) [5]. Por lo tanto, el sistema reacciona solo si miras más tiempo que en una observación normal.
No obstante, existe un equilibrio difícil entre velocidad y precisión. Si aumentas el tiempo de permanencia, el proceso se vuelve lento y poco natural; si lo reduces, pueden aumentar las selecciones no deseadas [6]. El tiempo ideal varía según los datos y no puede fijarse en un único número. Separar "mirar" de "elegir" usando solo los ojos es el mayor desafío en el diseño de esta tecnología.
4. Qué personas necesitan controlar la computadora solo con los ojos
En la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), se considera que, tras un avance significativo de la parálisis en las extremidades y músculos respiratorios, el movimiento ocular puede convertirse en un medio de comunicación [4]. La base del seguimiento ocular es que los músculos que mueven los ojos suelen ser los últimos en dejar de funcionar.
Sin embargo, no todas las personas pueden usar sus ojos igual. Se indica que, a medida que avanzan los síntomas, el rango de movimiento del globo ocular puede reducirse para algunos pacientes [10]. Para ayudarlos, se han presentado en conferencias académicas soluciones donde el teclado virtual se mueve hacia la dirección de la mirada, permitiendo escribir todas las letras con movimientos oculares muy pequeños [10]. Esta solución permite adaptar el teclado al rango disponible.
En Japón existe un sistema que financia equipos para compensar funciones corporales. Desde el año fiscal 2006, los dispositivos de comunicación para personas con discapacidad severa están incluidos en este apoyo [11]. Al principio, había pocos productos comerciales de seguimiento ocular, pero se cree que las solicitudes aumentaron después de que estos dispositivos empezaran a venderse ampliamente [11].
5. Cómo usar la mirada para escribir, dibujar y manejar robots
OriHime eye es una herramienta de comunicación que permite elegir letras de un teclado mediante seguimiento ocular o interruptores, y luego leerlas en voz alta. Se indica que, con práctica, se puede escribir entre 30 y 40 caracteres por minuto [7]. Como un minuto tiene 60 segundos, esto equivale a unos 1.5 a 2 segundos por carácter, incluyendo el tiempo de mirar la letra y mover los ojos hacia la siguiente.
Este dispositivo se desarrolló tras pruebas con pacientes de ELA y también se usa para controlar robots "avatar". Se han presentado ejemplos de personas que no pueden moverse usando solo sus ojos para mirar a su alrededor a través del robot, y casos de trabajo desde casa usando respiradores artificiales [8]. Esta información proviene de un artículo de 2018, por lo que los precios o disponibilidad actuales podrían haber cambiado.
Hiroyuki Sakaki es una persona con ELA a quien el artículo describe como alguien que no podía sostener un lápiz ni hablar y solo podía mover los ojos, pero que sigue dibujando usando OriHime eye [9]. Además, se menciona que, al ver sus publicaciones, algunos niños de escuelas de educación especial comenzaron a dibujar usando seguimiento ocular [9]. Una herramienta para "elegir" con los ojos no solo transmite sentimientos, sino que inspira nuevos retos.
6. Cómo probar el tiempo de permanencia con un amigo usando papel y temporizador
Puedes comprobar el equilibrio entre velocidad y errores usando papel y un temporizador en casa. Dibuja 4 círculos grandes en una hoja y escribe "a, i, u, e" dentro. Pide a un amigo que escriba en secreto qué círculo eligió y lo esconda. Luego, pídele que mire ese círculo fijamente mientras tú observas la dirección de sus ojos y dices "esto fue elegido" cuando pase el tiempo que decidiste. Al final, abran el papel para verificar.
Prueben dos reglas: una donde mirar 3 segundos cuenta como elección, y otra donde basta con 1 segundo. Quien mira debe intentar desviar la vista brevemente hacia otro círculo. Con la regla de 1 segundo, probablemente aumenten las selecciones accidentales. Con la regla de 3 segundos, esperar resultará incómodo.
Esta "tira y afloja" entre rapidez y ausencia de errores se describe en los estudios académicos como el equilibrio entre velocidad y precisión [6]. Después de experimentarlo, puedes buscar la fuente original para profundizar. Si investigas sobre ELA o dispositivos de comunicación, consulta información de instituciones públicas o sociedades científicas. Recuerda que los precios y disponibilidad cambian, así que verifica siempre las guías más recientes.