Las burbujas pueden convertirse en una señal vital
Cuando un buzo comienza a respirar demasiado rápido, puede estar agotado, sometido a un gran esfuerzo o atravesando una situación de pánico. Detectar ese cambio a tiempo resulta fundamental, pero hacerlo bajo el agua es mucho más difícil que en tierra firme.
Los trajes húmedos y secos dificultan el contacto de los sensores tradicionales con la piel. Además, las señales inalámbricas utilizadas por relojes y dispositivos médicos se propagan mal a través del agua.
Para resolver este problema, investigadores de la Universidad de Minnesota desarrollaron un sistema de inteligencia artificial capaz de calcular la frecuencia respiratoria observando las burbujas que salen del regulador. La tecnología fue presentada en The International Journal of Robotics Research como una de las primeras aplicaciones de visión robótica destinadas a medir este signo vital bajo el agua.
Una cámara aprende a reconocer cada exhalación
Cada vez que una persona exhala dentro del regulador, libera una nube de burbujas que asciende y cambia rápidamente de forma. El sistema analiza las imágenes captadas por la cámara del robot e intenta identificar cuándo comienza y termina cada ciclo respiratorio.
Entrenar al modelo no fue sencillo. La visibilidad submarina puede ser reducida, las burbujas se superponen y la iluminación cambia según la profundidad y las condiciones del agua.
Por eso, los investigadores combinaron las imágenes con grabaciones de audio sincronizadas. El sonido característico de cada exhalación les permitía confirmar si el buzo estaba expulsando aire, incluso cuando las burbujas no podían distinguirse claramente en el video.
Con esa información etiquetaron miles de imágenes y enseñaron al algoritmo a transformar las detecciones visuales en respiraciones por minuto.
El robot clasifica la respiración en tres niveles
Durante las pruebas de campo, el sistema HREyes comunicaba al buzo cómo había clasificado su respiración. Una frecuencia inferior a 14 respiraciones por minuto se consideraba por debajo de lo normal; entre 14 y 20, normal; y por encima de 20, superior a lo esperado.
Una respiración acelerada puede aparecer durante episodios de estrés, hiperventilación, agotamiento o esfuerzo físico intenso. Sin embargo, el robot no puede determinar por sí solo cuál es la causa.
Una persona también puede respirar más rápido después de nadar contra una corriente o cargar un objeto pesado. Por eso, la tecnología mide un indicador fisiológico relacionado con el estrés, no las emociones ni el estado médico completo del buzo.
Las pruebas se hicieron en lagos y en el Caribe
El equipo reunió grabaciones en el lago Superior y Square Lake, ambos situados en Minnesota, además del mar Caribe frente a Barbados.
La variedad de escenarios permitió entrenar y probar el sistema con diferentes temperaturas, condiciones de iluminación y niveles de visibilidad. También ayudó a comprobar cómo cambia el comportamiento de las burbujas según el entorno.
El objetivo es que estos robots puedan acompañar en el futuro a buzos científicos, militares, industriales o de rescate, actuando como un segundo par de ojos capaz de detectar señales de peligro.
El siguiente paso será analizar los movimientos
Por ahora, el sistema fue diseñado principalmente para observar a un único buzo situado dentro del campo de visión del robot. Los investigadores quieren ampliarlo para seguir a varias personas simultáneamente y combinar la respiración con el análisis de sus movimientos.
Una respiración acelerada junto con desplazamientos descoordinados podría indicar un problema más grave que una simple situación de esfuerzo. Esa combinación permitiría crear un perfil de bienestar más completo y reducir las falsas alarmas.
El robot todavía no sustituye a un compañero humano ni constituye un dispositivo médico de diagnóstico. Su avance consiste en transformar algo que siempre estuvo visible —las burbujas— en información capaz de advertir que una inmersión puede estar empezando a complicarse.
