En su obra premonitoria, el científico informático convertido en autor imaginó el mundo del mañana: un mundo donde la realidad física se representa, a la perfección, en forma digital; un documento vivo que detalla en tiempo real cada matiz de las comunidades en las que vivimos.
¿Qué es exactamente un mundo espejo? Citando el trabajo trascendental de Gelernter:
Son modelos de software de cierta parte de la realidad, alguna parte del mundo real sucediendo fuera de la ventana. Océanos de información se vierten sin cesar en el modelo (a través de un vasto laberinto de tuberías y mangueras de software): tanta información que el modelo puede imitar cada movimiento de la realidad, momento a momento. Un mundo espejo es la imagen en movimiento, fiel a la vida real, de una gran institución atrapada dentro de una computadora, donde puede verla y comprenderla en su totalidad. El submundo espeso, denso y ajetreado que le rodea es también, ahora, un objeto en sus manos.
Treinta y dos años después, para todos los fines prácticos, estamos viviendo estas predicciones. Gracias a la tecnología de escaneo láser 3D, el escaneo terrestre estático y el móvil basado en SLAM (ubicación y mapeo simultáneos) cada día, millones de activos físicos en todo el mundo (naturales o creados por el hombre) edificios residenciales y comerciales, centrales eléctricas, instalaciones industriales y entornos subterráneos como minas, se están convirtiendo en modelos virtuales de datos digitales.
Dos carreteras, un camino
En los casi 60 años de historia del escaneo láser terrestre (estático o de posición fija) y la historia algo más breve del escaneo móvil (captura de realidad portátil), estas dos tecnologías relacionadas pero diferentes comenzaron a trazar caminos separados.
Los escáneres láser terrestres (TLS) para construcciones de la empresa presumían de la creciente exactitud y Exactitud de la tecnología, con aplicaciones que iban desde la ingeniería inversa y el control de calidad hasta el análisis forense para la seguridad pública y el modelado basado en nubes de puntos para la industria de la arquitectura, la ingeniería y la construcción. Las empresas de escaneo móvil, conscientes de las limitaciones de granularidad de los datos de sus productos, promovieron en cambio la velocidad de captura de datos, la facilidad de uso, el ahorro de costos y la movilidad de su tecnología, para que la gestión/supervisión de los proyectos de construcción e infraestructuras, así como de las operaciones mineras, pudiera continuar con la máxima eficiencia, reduciendo el tiempo de finalización y los resultados obtenidos.
Si bien no es un eslogan literal de la industria, el escaneo móvil adquirió cada vez más el mantra de "no dejes que la perfección sea enemiga de lo bueno". Para muchos proyectos, según el argumento, un escaneo móvil de alta velocidad y menor resolución era más que suficiente.
Hoy, sin embargo, estos caminos que alguna vez fueron divergentes se están uniendo. Se trata de una transformación dirigida por empresas innovadoras en ambos lados de la industria de captura de realidad y se está dando por dos razones:
- La comprensión de que, especialmente en aplicaciones de arquitectura, ingeniería y construcción (AEC) y mineras (análisis de convergencia, mapeo de progreso de producción, inspección de ejes verticales, volumen de montículos, mapeo geológico y diseño y planificación), la dicotomía entre móvil y estático demostró tener más matices; de hecho, hay muchos ejemplos en los que tanto los escaneos terrestres de alta resolución como los escaneos móviles rápidos de menor resolución son útiles en un solo proyecto.
- Los avances en los algoritmos de software basados en SLAM, las velocidades de procesamiento de datos y los flujos de trabajo en línea y fuera de línea están ayudando a incorporar la tecnología de escaneo estática y móvil a sistemas unificados de hardware y software; en estos escenarios, los dispositivos de escaneo móviles esencialmente cumplen una "doble función" al reunir lo mejor de ambos mundos.
En otras palabras, "suficientemente bueno" puede seguir siendo "suficientemente bueno" para la gran mayoría de las aplicaciones de escaneo móvil. Sin embargo, cuando la tecnología se queda corta, o surge un caso de uso específico dentro de un proyecto minero o de AEC (y otros, como se comentará en artículos posteriores) el escaneo estático puede completar la imagen de datos, rellenando huecos que un escaneo móvil podría pasar por alto.
Los ejemplos de este tipo de aplicaciones son variados. Para AEC, al igual que con la minería, el mapeo del progreso de la producción/supervisión del proyecto es particularmente importante. Ambas industrias tienen numerosas partes interesadas involucradas, y muchas de estas partes interesadas se encuentran a miles de millas de distancia del sitio o la mina del proyecto. Un escaneo móvil basado en SLAM puede capturar un espacio de gran volumen sin necesidad de triangulación GPS con una calidad lo suficientemente buena y proporcionar una visión general necesaria de la situación de un proyecto.
La forma en que funciona es simple: las nubes de puntos se procesan en un software y se comparan con escaneos anteriores o con modelos CAD. Una vez completado, se genera un archivo digital (por lo general, en un simple formato PDF) que se envía a las partes interesadas. Si bien un escáner láser 3D estático tradicional puede lograr este objetivo (y hacerlo con fidelidad extrema), un escáner móvil puede hacerlo lo suficientemente bien, a un precio más competitivo y a velocidades mucho más rápidas, lo que puede acelerar toda la construcción. Este es el argumento esencial para los escaneos móviles. ¿Por qué usar el set de cuchillos de acero Damascus de $750 que recibió como regalo de boda (o incluso el juego de $500 que compró para su nueva parrilla) cuando el cuchillo de acero inoxidable de IKEA también funciona?
Sin embargo, dentro de ese mismo proyecto hipotético, hay áreas en las que un escaneo estático, es decir, el "cuchillo de regalo de boda" o incluso el "cuchillo de parrilla" tiene más sentido. Esto suele ser evidente en aplicaciones MEP (mecánica, electricidad y plomería). En estos casos, la granularidad necesaria para capturar todos los detalles de la tubería dentro de un edificio, o contenida en una sala MEP, supera las capacidades de un escaneo móvil. Es aquí donde un escáner láser terrestre, o algo similar, tiene más sentido.
Lo mismo ocurre con las aplicaciones de minería. Si bien un escáner móvil puede ser excelente para el análisis de convergencia mencionado, el mapeo de progreso de producción, la inspección de ejes verticales y el volumen de montículos mencionados anteriormente, la tecnología es menos ideal para cuando un proyecto requiere un análisis detallado de la estructura y configuración de una formación geológica particular. Lo mismo aplica para el diseño y la planificación de minas, ya que hay que asegurar que los nuevos túneles, rampas y excavaciones se alineen con la infraestructura existente y las características geológicas.
La sabiduría eterna de la frase "dos por el precio de uno"
Por supuesto, hay una pregunta que surge naturalmente. Si los mundos del escaneo móvil y del escaneo terrestre empiezan a verse menos como "amienemigos" (competidores amistosos, si lo prefiere) y más como auténticos socios, ¿qué impide que arquitectos, ingenieros, mineros y líderes de otras industrias compren un escáner móvil basado en SLAM de última generación y un escáner láser 3D estático de gama alta?
La respuesta corta es: nada. Para los casos de uso adecuados, a veces los escáneres móviles y los escáneres láser independientes son, de hecho, las herramientas adecuadas para el trabajo adecuado, incluso si la matemática básica dice que son "dos por el precio de dos".
Pero como ambas tecnologías han seguido avanzando, lo que el mercado verá cada vez más son dispositivos "fusionados", es decir, escáneres móviles que incluyen capacidades de escaneo estático, aunque esas capacidades no puedan sustituir por completo a un TLS (por lo menos no aún).
Los beneficios de un dispositivo híbrido son claros. Un escáner móvil que puede hacer escaneos en movimiento y también estáticos de alta calidad, permitirá lo siguiente:
- Reducir el costo de la compra: literalmente dos dispositivos por el precio de uno.
- Optimizar el arsenal de escaneo láser de una empresa: un dispositivo que lo hace todo (la mayoría de las veces).
- Aumentar la movilidad de uso: para lugares difíciles de alcanzar, como entornos subterráneos o bosques densos con una vegetación densa tanto en la parte superior como en la inferior, o incluso techos falsos en una oficina.
- Simplificar los sistemas de software: para que solo se requiera un software para gestionar todas las necesidades de procesamiento, almacenamiento, filtrado y registro de datos entrantes.
- Disminuir el peso y volumen en el sitio: lo que lleva a menos lesiones y a una mayor agilidad de escaneo (con escáneres móviles modernos portátiles o montados en postes, los usuarios pueden caminar a velocidades normales y capturar datos a medida que avanzan, o, a veces, considerablemente más rápido, dependiendo de la calidad de los datos en el sitio que los usuarios buscan capturar).
- Acelerar la finalización del proyecto: al ahorrar tiempo (hasta 10 veces más rápido que un TLS tradicional) y dinero, ya que se reducen las visitas al sitio, el personal y el desperdicio de materiales, y se aceleran los procesos de aprobación. Con un dispositivo de este tipo, los entornos que habrían llevado semanas inspeccionar ahora solo toman días.
Así pues, el escaneo láser terrestre/móvil y sus aplicaciones de hardware y software asociadas, no solo son innovadores por derecho propio, sino que se están volviendo fundamentales para la forma en que el mundo recopila, procesa y comparte datos. Esto es así sobre todo en las aplicaciones de AEC y minería, donde tanto el escaneo estático como el móvil siguen demostrando su valor. Pero también ocurre en otros sectores, como la educación, la seguridad y la defensa, las empresas de servicios públicos y de generación de energía, el gobierno y los servicios de transporte y logística, todos ellos temas para futuros artículos.
A medida que se sigan ampliando las fronteras de los sistemas de medición de precisión basados en SLAM y LiDAR, corresponderá a los fabricantes (y proveedores) de esta tecnología explicar los complejos fundamentos que sustentan la actual transformación digital del mundo.
En su libro de 1995 "A Demon Haunted World: Science as a Candle in the Dark" (Un mundo embrujado por demonios: la ciencia como una vela en la oscuridad, en español), el difunto Carl Sagan, astrónomo y talentoso divulgador de la ciencia, pudo haberlo dicho <a href="https://www.humanelementcommunications.com/insights/keep-it-simple-carl-sagans-science-communication-advice target=" _blank"="">mejor: "no hable con el público general como lo haría con sus colegas científicos. Hay términos que transmiten su significado de manera instantánea y precisa a sus colegas expertos. Puede analizar estas frases todos los días en su trabajo profesional. Pero no hacen más que desconcertar a un público no especializado".
Mentes brillantes como Sagan y el autor de Mirror Worlds, David Gelernter, lo lograron a la perfección. Solo el tiempo dirá si los desarrolladores de escaneo láser 3D y sus clientes también lo lograron. Considere este artículo como la salva inicial en una profunda y emocionante discusión sobre a dónde nos llevará el futuro de la tecnología híbrida de escaneo estático/móvil en un solo dispositivo.
O Gelernter como lo expresó tan elocuentemente:
"La tecnología es como el océano en un día fresco y soleado de primavera. Brillante a la distancia; increíblemente frío; pero estimulante una vez que se ha zambullido".
Vamos a zambullirnos juntos.