Olhar eletrônico

IBM em São Paulo cria aplicativo que permite a cegos “enxergar” conteúdo de placas e painéis

Exemplos de marcadores afixados nos objetos que se quer reconhecer -© LÉO RAMOS

Parece mágica, mas a cena pode se tornar corriqueira dentro de alguns anos. Em um aeroporto qualquer do planeta, um deficiente visual aponta seu smartphone para o painel de voos e, imediatamente, o dispositivo narra a relação de partidas e chegadas apresentada no display. A cena se repete em estações ferroviárias e pontos de ônibus dotados de mostruários com os horários das linhas e em ambientes corporativos – nesse caso, indivíduos cegos poderão saber quais são os produtos que estão expostos em máquinas de venda automática de alimentos, como refrigerantes, sucos, batatas e salgadinhos diversos. Isso será possível com uma tecnologia gestada no IBM Research Brasil, o laboratório de pesquisa da multinacional norte-americana de informática localizado em São Paulo. Batizado de Reconhecimento de Conteúdo Dinâmico Assistido por Marcadores, o aplicativo tem recursos de visão computacional, inteligência artificial e de processamento de imagens para fazer o reconhecimento de textos e objetos em ambientes públicos.

“A novidade em relação a aplicativos similares de reconhecimento de imagem é o uso de marcadores”, diz Andréa Mattos, a jovem cientista da IBM que liderou a criação do aplicativo. Os marcadores, um conjunto de quatro adesivos com diferentes imagens gráficas, são posicionados nos cantos superiores e inferiores do objeto-alvo. “Eles são pontos de referência e facilitam que os objetos da cena sejam detectados e identificados pelo aplicativo”, diz Andréa, de 28 anos.

Num aeroporto, por exemplo, um indivíduo cego só precisaria pedir ajuda para localizar o painel de voos delimitado pelos marcadores. Depois, apontando seu smartphone ou tablet para ele, poderia checar se seu avião está ou não no horário. Caso tivesse dificuldade para fazer o perfeito enquadramento do painel – condição necessária para o programa funcionar e as informações visuais serem lidas e transformadas em avisos sonoros –, escutaria instruções como “desloque a câmera para a direita” ou “levante um pouco a câmera”. “Cada marcador tem uma posição precisa em relação aos demais. A orientação para correção do enquadramento é possível desde que pelo menos um dos quatro marcadores tenha sido captado pela câmera do smartphone”, explica Andréa.

© INFOGRÁFICO: ANA PAULA CAMPOS / ILUSTRAÇÃO: SAMUEL RODRIGUES

Para que o aplicativo funcione também é necessário que os objetos ou textos a serem reconhecidos sejam exibidos em um layout com posições fixas. As mensagens no painel passam por alterações constantes da mesma forma que os produtos nas máquinas de venda automática. O indispensável é que as posições onde são mostrados os produtos ou as informações sejam imutáveis. Depois, ele automaticamente busca em sua memória pelo template daquela cena, espécie de máscara com posições fixas no lugar em que estão posicionados os textos ou as imagens a serem reconhecidas. Numa máquina de venda automática, o template nada mais é do que um diagrama mostrando os nichos onde os produtos ficam enfileirados; num painel de voos, o template mostra o espaço, dentro do display, em que as informações são exibidas.

 

 Por fim, o programa parte para a identificação e a leitura do conteúdo. No caso das máquinas, isso se dá por um método comparativo. O aplicativo tem guardado em sua memória um banco de imagens com a fotografia de todos os produtos vendidos por ela – lata do refrigerante X, saco de batata frita Y, pacote de biscoito Z etc. Ele compara os produtos captados pela câmera do usuário com as fotos armazenadas e verbaliza a oferta de mercadorias. Numa placa ou painel com informações escritas, o programa reconhece as letras e os números, e faz a leitura do que encontrou para o usuário.

A pesquisadora realizou uma bateria de testes com máquinas de venda automática para provar a viabilidade da técnica. Para conferir a eficiência do aplicativo, foram feitas 60 fotografias, totalizando 240 marcadores, já que cada máquina possui quatro marcadores. O índice de detecção foi de 99,16%. O reconhecimento dos produtos dentro das máquinas foi de 89,85%, o que, segundo Andréa, é uma taxa elevada, considerando os desafios do problema.

Cegos ou com visão reduzida
Uma das vantagens da inovação, cujo desenvolvimento também contou com a participação dos pesquisadores Carlos Cardonha, Diego Gallo, Priscilla Avegliano, Ricardo Herrmann e Sérgio Borger, todos da IBM, é conferir mais autonomia a pessoas cegas ou com visão reduzida. O trabalho foi premiado na 11ª Conferência Web for All, que reconhece os melhores projetos mundiais voltados à acessibilidade e internet, realizada em abril deste ano na Coreia do Sul. A tecnologia foi submetida ao United States Patent and Trademark Office (Uspto), o escritório norte-americano de patentes. Esta foi uma das 19 patentes solicitadas pela IBM Brasil ao Uspto somente nos seis primeiros meses deste ano.

Essa não é a primeira nem a única tecnologia de visão computacional para reconhecimento de imagens existente no mundo. O uso de códigos de barras é uma técnica promissora. Afixados em produtos, eles podem ser lidos pelo escâner instalado em um smartphone. Mas são limitados quando o conteúdo é dinâmico – como é o caso de painéis de voos, onde as informações sempre mudam.

“Vários grupos no mundo tentam criar dispositivos capazes de reconhecer objetos, mas não encontramos na literatura que envolve visão computacional nenhuma tecnologia como a nossa, capaz de reconhecer produtos em ambientes não controlados, ou seja, sujeitos à variação de iluminação e a interferências visuais diversas”, afirma Sérgio Borger, gerente de pesquisas da área de Sistemas de Engajamento da IBM. “Vamos fazer novos ensaios para avaliarmos questões ligadas à usabilidade da nossa aplicação”, diz Borger.

Fonte: Revista Fapesp - edição on line 221

Por: Yuri Vasconcelos

Dispositivo garante visão parcial a cegos

A FDA (Food and Drug Administration, agência reguladora de alimentos e medicamentos nos EUA) aprovou na quinta-feira o primeiro tratamento para proporcionar visão limitada a cegos, envolvendo uma tecnologia conhecida como retina artificial.

Com o dispositivo, pessoas que apresentam um tipo determinado de deficiência visual grave conseguem detectar faixas de pedestres nas ruas, a presença de pessoas ou carros e, em alguns casos, até mesmo números ou letras grandes. A aprovação do sistema é um marco numa nova fronteira das pesquisas com visão, um campo em que cientistas vêm alcançando avanços grandes com terapia genética, optogenética, células-tronco e outras estratégias.

"Isto é apenas o começo", disse Grace Shen, diretora do programa de doenças retínicas no National Eye Institute (instituto nacional dos olhos), que ajudou a financiar a pesquisa com retinas artificiais e está dando suporte a muitos outros projetos de terapias para deficiência visual grave. "Temos muitas novidades emocionantes quase prontas para sair."

A retina artificial é uma folha de eletrodos implantada no olho. O paciente também recebe óculos com câmera e processador de vídeo portátil acoplados. Conhecido como Argus II, o sistema permite que sinais visuais passem ao largo da parte danificada da retina e sejam transmitidos ao cérebro.

Com a retina artificial, ou prótese retínica, um cego não consegue enxergar no sentido convencional do termo, mas pode identificar os contornos e limites dos objetos, especialmente quando há contraste entre luz e sombra --por exemplo, fogos de artifício contra um céu noturno ou meias brancas misturadas com pretas.

"Sem o sistema, eu não poderia enxergar nada. Se você estivesse diante de mim e se movesse para a esquerda ou para a direita, eu não saberia", comentou o encanador aposentado Elias Konstantopoulos, 74 anos, de Baltimore, um dos 50 americanos e europeus que vêm usando o dispositivo em testes clínicos. Ele disse que o aparelho lhe permite diferenciar o meio-fio da rua e detectar os contornos de objetos e pessoas. "Quando você não tem nada, isso é alguma coisa. É muita coisa."

A FDA aprovou o Argus II, fabricado pela Second Sight Medical Products, para o tratamento de pessoas com retinite pigmentosa grave, na qual as células fotorreceptoras, que recebem a luz, se deterioram.

A câmera ocular capta imagens que o videoprocessador traduz em desenhos pixelados de luz e sombra, transmitindo-os aos eletrodos. Estes, por sua vez, os enviam ao cérebro.

"As questões que este dispositivo colocou para a FDA foram muito novas", comentou a Dra. Malvina Eydelman, diretora da Divisão de Dispositivos Oftalmológicos e de Otorrinolaringológicos da FDA. "Trata-se de um grande avanço para todo o campo da oftalmologia."

Cerca de 100 mil americanos sofrem de retinite pigmentosa, mas num primeiro momento entre 10 mil e 15 mil poderão ser beneficiados com o Argus II, segundo a empresa. Para isso, as pessoas precisam ter mais de 25 anos, terem tido vista útil anterior e terem deficiência visual tão grave que o dispositivo representaria uma melhora para elas.

Mas especialistas disseram que a tecnologia é promissora para outros cegos também, especialmente os que apresentam degeneração macular avançada e relacionada à idade --a maior causa de perda de visão entre pessoas mais velhas, que afeta cerca de 2 milhões de americanos. Cerca de 50 mil pessoas teriam deficiência visual suficientemente grave para que o dispositivo as ajudasse, disse o Dr. Robert Greenberg, executivo-chefe da Second Sight.

Na Europa, o Argus II foi aprovado em 2011 para o tratamento de cegueira grave decorrente de qualquer tipo de degeneração retínica externa, mas até agora está sendo vendido para retinite pigmentosa. Nos Estados Unidos serão necessários testes adicionais para que essa aprovação seja conseguida.

Com o tempo, disse Greenberg, a empresa pensa em implantar eletrodos diretamente no córtex cerebral, "para podermos tratar cegueira de qualquer origem".

Num primeiro momento o Argus II será disponibilizado em sete hospitais de Nova York, Califórnia, Texas, Maryland e Pensilvânia. O dispositivo vai custar cerca de US$150 mil, valor que não inclui a cirurgia e o treinamento. A Second Sight disse estar otimista quanto às chances de o seguro-saúde cobrir o custo do sistema.

O Argus II foi desenvolvido ao longo de 20 anos pelo oftalmologista e engenheiro biomédico Mark S. Humayun, da universidade de Southern California. Parte do financiamento veio de fontes privadas e do Fundação Nacional dos Olhos, a Fundação Nacional de Ciência e o Departamento de Energia, todos organismos federais.

Humayun disse que enxerga a possibilidade de aplicar a tecnologia a outras condições além da deficiência visual, implantando eletrodos em outras partes do corpo para tratar problemas de controle da bexiga, por exemplo, ou de paralisia da espinha. "Não visualizamos o corpo humano como uma grade elétrica, mas ele funciona com impulsos elétricos", ele explicou.

O Argus II foi aprovado sob um programa especial da FDA que o descreveu como "dispositivo de uso humanitário", descrição que, segundo Eydelman, se aplica a terapias que serão usadas para menos de 4.000 pessoas por ano. O Argus II é apenas a 57º isenção concedida pela agência para aparelhos humanitários. As empresas que buscam a aprovação de dispositivos humanitários podem conduzir provas clínicas muito menores --a Second Sight apresentou dados relativos a apenas 30 pacientes-- e só precisam apresentar provas da segurança de uso e do "benefício provável" de uso do aparelho, não provas de sua eficácia, disse Eydelman.

A FDA colaborou com a Second Sight para desenvolver maneiras de medir os benefícios, incluindo tarefas como caminhar por uma calçada sem sair dela e juntar meias brancas, cinzas e pretas com seus pares.

Dos 30 pacientes que participaram dos testes clínicos do dispositivo, 11 apresentaram um total de 23 efeitos negativos, disse o FDA, incluindo descolamento da retina e erosão da esclera.

Eydelman disse que a empresa "tomou medidas substanciais" para resolver os problemas de segurança de uso, fazendo "muitas modificações no dispositivo". De acordo com Greenberg, apenas duas pessoas precisaram ter o implante removido. Em setembro passado, um grupo de assessoria do FDA votou por unanimidade pela aprovação do aparelho, concluindo que seus benefícios superam os riscos.

Alguns pacientes apresentam mais melhoras que outros, por motivos que a empresa ainda não pôde determinar. Kathy Blake, de Fountain Valley, Califórnia, contou que vem tendo êxito com um exercício da Second Sight para verificar se os pacientes conseguem identificar números ou letras grandes sobre uma tela de computador.

O advogado Dean Lloyd, de Palo Alto, Califórnia, contou que num primeiro momento se perguntou "será que vale a pena gastar todo esse tempo e dinheiro? Pensei que não, inicialmente." No início apenas nove dos 60 eletrodos estavam funcionando, mas com o tempo seu implante foi ajustado de modo que mais eletrodos reagiram, e hoje 52 deles funcionam. Lloyd consegue enxergar clarões de cor, algo que nem todos os pacientes conseguem; ele usa os óculos e o videoprocessador constantemente.

"Se não estou usando, é como se eu estivesse sem calças", ele explicou. "Já cheguei a adormecer com esta coisa."

Stephen Rose, diretor de pesquisas da Fundação para o Combate à Cegueira, que apoiou os trabalhos muito iniciais de Humayun mas não os financiou desde então, disse que, com o tempo, a retina artificial será apenas uma das opções para ajudar os deficientes visuais.

"Acho que as possibilidades são tremendas", ele comentou. "Não estou minimizando a importância da prótese retínica, não me entenda mal. Ela é importantíssima para algumas pessoas e já existe."

Barbara Campbell, 59 anos, aprecia o fato de o aparelho ajudá-la a andar pelas ruas de Manhattan, localizar o ponto de ônibus e enxergar a lâmpada na entrada de seu edifício quando está andando de táxi. Mas o mais emocionante é que ele a ajuda a apreciar museus, teatro e concertos.

Num show de Rod Stewart, ela contou, "consegui enxergar o cabelo dele", loiro quase branco sob os holofotes. Num concerto de Diana Ross, apesar de Campbell estar sentada longe do palco, a cantora "estava usando uma roupa brilhante, e eu consegui enxergá-la".

Mas ela não teve a mesma sorte num show de James Taylor. A roupa discreta dele não gerou contraste que a retina artificial conseguisse registrar. Uma pena: "Ele não brilhou tanto", disse Campbell.

 

Fonte: Folha de São Paulo on line do “NEW YORK TIMES”

Por: PAM BELLUCK

Tradução: CLARA ALLAIN