¿Qué es la computación espacial y cómo está transformando el mundo?

Comprensión de la computación espacial

El mundo digital y el físico están convergiendo de formas nunca vistas. Aunque la realidad aumentada ya es utilizada por empresas como Amazon para que los usuarios puedan colocar muebles digitales en su hogar, la computación espacial lleva este concepto mucho más lejos. Esta tecnología supera las simples superposiciones digitales, permitiendo una interacción auténtica entre el entorno real y el virtual.

Según Wikipedia, la computación espacial es la "interacción humano-máquina en la que la máquina conserva y manipula referencias a objetos y espacios reales". Este concepto va más allá de la realidad aumentada o mixta, empleando inteligencia artificial para medir el espacio físico y ofrecer experiencias inmersivas. En resumen, la computación espacial se acerca al concepto de realidad extendida, al situar réplicas virtuales de objetos reales en espacios 3D e interactuar con ellos. Esta tecnología integra elementos de AR, realidad virtual y todo el espectro de MR (realidad mixta) para crear mundos virtuales que se fusionan con el entorno físico.

Cómo funciona la computación espacial

La computación espacial se centra en dotar de significado al "espacio" dentro de la informática. Gracias a este enfoque, cada objeto digital puede integrarse en el espacio físico tridimensional, permitiendo una interacción natural.

Imagina que usas unas gafas VR para ver un televisor de 50 pulgadas. Lo que ves es una versión digital de ese televisor justo delante de ti, y puedes interactuar con su contenido mediante reconocimiento de gestos y otras tecnologías. Incluso puedes colocar una pantalla de trabajo junto al televisor, creando un entorno multidisplay en tu espacio real.

El espacio físico no cambia para los demás. Solo el usuario con el equipo inalámbrico puede interactuar con los elementos digitales "integrados" en el espacio físico. Así se crea un entorno informático personalizado que coexiste con el mundo real.

El espacio es clave porque el dispositivo o la tecnología percibe la forma de la habitación, el tamaño del televisor, los elementos cercanos y más para mostrar el contenido digital de manera óptima. Esta percepción espacial garantiza que los objetos virtuales se comporten de forma realista en tu entorno.

Resumen de los componentes espaciales

La interacción diaria con ordenadores suele ocurrir en espacios 2D, como pantallas de móviles, televisores y otras interfaces. Interactuamos directamente con ellas mediante tacto o dispositivos periféricos como teclados y ratones para introducir comandos y recibir respuestas.

La computación espacial cambia este paradigma por completo, convirtiendo el espacio 2D en espacio 3D interactivo. Esto permite crear réplicas virtuales de dispositivos 2D, superponiéndolos sobre el espacio físico y recordando las dimensiones del entorno. El resultado es una experiencia informática intuitiva y natural, como si los objetos digitales existieran realmente en tu espacio.

Si has jugado a Pokemon Go, ya conoces este concepto. El juego utiliza móviles y AR para rastrear la ubicación e integrar contenido digital en el espacio físico. En Pokemon Go, los personajes digitales solo los ve el usuario en la pantalla del smartphone; para los demás, el espacio físico no cambia.

En computación espacial, elementos como la ubicación, la profundidad y la distancia del mundo real se usan para situar contenido digital en los espacios físicos. Esto representa el aspecto "espacial" y la experiencia inmersiva, mientras que la parte computacional permite interactuar con el contenido digital mediante tecnologías de vanguardia.

La computación espacial puede preservar el patrimonio cultural. Open Heritage de Google es un ejemplo, creando representaciones tridimensionales de sitios históricos en todo el mundo. Esto demuestra que la tecnología trasciende el entretenimiento y la productividad, y llega a la conservación y educación.

Interacción con el mundo 3D

La computación espacial puede transformar los espacios de videojuegos. En juegos clásicos, se usan mandos para interactuar con los personajes. Con visores MR como Varjo XR-3 o HoloLens, los mandos especializados permiten interactuar inalámbricamente con personajes virtuales, reconociendo los gestos del usuario.

La computación espacial va más allá. Puede vincular la respuesta de un personaje del juego a los movimientos físicos del usuario mediante varias tecnologías. Así, en un videojuego virtual, el "tú" real se convierte en el personaje, logrando una inmersión sin precedentes.

Además, todavía se necesitan accesorios especializados con capacidades de computación espacial incorporadas para interactuar con el mundo 3D. Vision Pro de Apple podría ser revolucionario al facilitar el acceso a la computación espacial para el público general.

El papel clave de la inteligencia artificial

La computación espacial, aunque se parece a AR, VR y MR, es más avanzada por la integración de inteligencia artificial. Un buen ejemplo es la serie "Iron Man" de Marvel, donde Tony Stark tenía a J.A.R.V.I.S., una IA capaz de aprender y realizar cambios espaciales según sus preferencias e interacciones.

La IA permite que los sistemas de computación espacial comprendan el contexto, aprendan del comportamiento del usuario y adapten el entorno digital. Esto genera experiencias personalizadas que mejoran con el tiempo, haciendo la tecnología cada vez más intuitiva y potente.

Tecnologías clave utilizadas

La computación espacial es una tecnología avanzada que integra diversos conceptos de informática, interacción humano-máquina, inteligencia artificial y más. Comprender estas tecnologías subyacentes es esencial para entender cómo la computación espacial consigue experiencias transformadoras.

Visión artificial y tecnología de medición de profundidad

Nuestros ojos detectan la profundidad y perciben objetos en el espacio real, ajustando según las dimensiones de la sala. El soporte integrado de detección de profundidad y visión artificial permite a los dispositivos de computación espacial alcanzar este nivel de sofisticación. Esta tecnología se parece a la de los vehículos autónomos, donde los sistemas detectan peatones, señales y más.

Gracias a estas tecnologías, los dispositivos pueden mostrar representaciones digitales de objetos reales manteniendo las dimensiones del entorno. Cuando muestres tu móvil como una unidad digital flotante, la visión artificial y la detección de profundidad aseguran que la pantalla se mantenga en la pared o en tu campo visual, sin desenfocarse ni desplazarse.

Mapeo espacial

Esta tecnología consiste en crear modelos 3D usando datos espaciales y de profundidad, y comprender objetos. El mapeo espacial es similar al Mapa del Merodeador de Harry Potter—un documento tridimensional que muestra la estructura de Hogwarts, con objetos y personas.

El mapeo espacial se actualiza continuamente según te mueves, asegurando que los objetos digitales permanezcan correctamente posicionados respecto a los físicos. Esto crea un entorno de realidad mixta estable y realista.

Fusión de sensores

La computación espacial necesita datos de diferentes sensores para funcionar bien. Esto permite que los dispositivos combinen información de varios sensores y creen experiencias inmersivas. Mediante la fusión espacial, datos de acelerómetros, cámaras, giroscopios y otros sensores se combinan para evaluar el entorno, igual que el cerebro integra información de ojos, oídos y piel para interpretar sensaciones o situaciones.

Este enfoque multisensor garantiza precisión y fiabilidad, permitiendo que los sensores se verifiquen y complementen entre sí.

Reconocimiento de gestos

Este componente permite que los dispositivos entiendan movimientos de manos, gestos y otros elementos de interacción con el contenido digital. Imagina que tienes tres pantallas y puedes eliminar una de tu campo visual con solo un gesto—esta interacción natural es posible gracias al reconocimiento de gestos.

Para que funcione el reconocimiento de gestos, los dispositivos espaciales emplean sensores ultrasónicos, ópticos, de movimiento, cámaras, sensores infrarrojos y recursos de IA/ML para interpretar y aprender de los datos. El sistema debe diferenciar gestos intencionados de movimientos aleatorios, lo que requiere algoritmos avanzados.

Esquemorfismo

No es tanto una tecnología como un principio de diseño: el esquemorfismo consiste en imitar elementos del mundo real en el digital. En computación espacial, el esquemorfismo ayuda al usuario a pasar de espacio 2D a 3D, haciendo que los objetos digitales se parezcan mucho a los reales. Por ejemplo, un libro digital que puedes coger, hojear y escribir en él.

Este enfoque reduce la curva de aprendizaje al hacer las interfaces digitales familiares e intuitivas, aprovechando el conocimiento previo del usuario sobre objetos físicos.

Inteligencia artificial y aprendizaje automático

Una herramienta de computación espacial funciona mejor si aprende de los hábitos y las interacciones del usuario. Es similar a las recomendaciones de Netflix, que conocen los hábitos de visionado y sugieren contenido. Así, si usas un visor espacial, el dispositivo aprende de tu entorno, interacciones y hábitos de uso.

Todas las tecnologías mencionadas colaboran para habilitar la computación espacial, especialmente proporcionando estímulos para que el cerebro perciba lo que hay delante. La IA garantiza que estas experiencias sean cada vez más personalizadas y eficientes.

Además, los prototipos pueden incluir seguimiento de audio, interacción IoT y audio espacial para mejorar la experiencia y crear entornos verdaderamente inmersivos que involucren varios sentidos.

Computación espacial: características distintivas

La computación espacial suele compararse con otras tecnologías inmersivas como AR, VR y MR. Aunque hay similitudes, entender las diferencias es clave para apreciar las capacidades únicas de la computación espacial.

Computación espacial vs AR

Volviendo a Pokemon Go: el juego consiste en atrapar avatares en espacios reales usando realidad aumentada. Pero solo puedes atraparlos; estos personajes digitales no interactúan realmente con el entorno.

Con computación espacial, un Pokemon podría esconderse en un arbusto, volar por la habitación o meterse bajo un puente, haciendo que el contenido digital interactúe con el mundo físico de modo realista. Incluso podrías asustar al Pokemon con un movimiento brusco y reaccionaría. Esta interacción ambiental es lo que diferencia la computación espacial de la AR tradicional.

Computación espacial vs VR

Piensa en Beat Saber, un juego de VR donde cortas sonidos con un sable. El juego ocurre en un entorno digital, separado del espacio físico. Pero con computación espacial, el juego podría adaptarse y permitir que los ritmos musicales se integren entre el mundo digital y el real. Podrías tener un sable en tu salón y moverte con él, y el juego se adaptaría a tu espacio físico.

La computación espacial permite difuminar los límites entre lo real y lo virtual, creando experiencias más naturales y menos aisladas que la VR tradicional.

Computación espacial vs MR

Imagina jugar al ajedrez en un mundo de MR: tienes un tablero digital sobre una mesa y usas gestos para mover piezas. Pero con computación espacial, puedes ir más allá. Con IA, podrías revisar estadísticas de movimientos o analizarlos, mejorando la experiencia de juego.

La computación espacial añade inteligencia e interactividad, creando experiencias más profundas y significativas que la simple superposición digital-física.

Computación espacial: prototipado

Hasta ahora hemos hablado de la computación espacial para usuarios finales. Pero las empresas que desarrollan productos deben seguir principios de prototipado para mejorar el rendimiento, la experiencia y la gestión de riesgos. Prototipar correctamente garantiza que las aplicaciones cumplan sus objetivos.

Herramientas esenciales

El software es el primer paso en la computación espacial. Entre las principales opciones se encuentran:

1. Unity: Plataforma de creación de juegos con motor físico y soporte AR-VR, muy utilizada por su versatilidad y documentación.
2. Sketchfab: Plataforma de acceso rápido a VR, AR y contenido 3D para proyectos informáticos, con una amplia biblioteca de recursos 3D.
3. Unreal Engine: Plataforma para renderizado fotorrealista en prototipos de alta fidelidad, ideal para aplicaciones complejas y exigentes.

Hay instrucciones detalladas de prototipado para cada uno de estos softwares. Además, los recursos internos de Google y Apple ayudan a perfeccionar las interacciones de UI y a comprender los entornos necesarios para prototipar.

Demostración

Un ejemplo sencillo de computación espacial aplicado a las compras. El producto funciona como una app y puede utilizarse con un visor inalámbrico de realidad mixta potente; también puede ser un producto específico para este fin.

Identificación de funciones

El primer paso es visualizar el funcionamiento del producto, decidiendo las funciones de computación espacial. Esta fase requiere analizar necesidades del usuario y capacidades técnicas.

¿Quieres reconocimiento de gestos, asistentes digitales interactivos o prueba virtual de ropa? Quizá funciones como "coger para comprar", donde se puede "agarrar" un producto para adquirirlo.

Guion gráfico

En esta etapa se diseña la estructura inicial de la app. Un menú 3D aparece en el campo de visión del usuario. Con reconocimiento de gestos puedes tocar el aire y seleccionar una categoría, creando una navegación intuitiva.

Prototipos

Prototipo 1: Comprar muebles. El producto permite superponer cualquier mueble en tu espacio. La colocación debe ser precisa gracias a la detección de profundidad y mapeo espacial. Puedes interactuar con el mueble, examinarlo desde todos los ángulos, comprobar si se reclina o abrir cajones—todo mediante gestos. Esto ayuda a tomar decisiones de compra informadas.

Prototipo 2: Puedes activar un asistente digital para que te describa las funciones del producto mientras lo ves en 3D. Si te gusta, simplemente lo coges y el reconocimiento de gestos lo añade al carrito. Puedes trabajar el diseño, los gestos compatibles y todo esto como parte del prototipado. Unreal Engine, Unity y otras plataformas pueden ayudarte en el desarrollo.

Prototipo 3: Si quieres comprar ropa, puedes transferir tu avatar virtual al entorno, probar productos y luego comprar. Esto personaliza la experiencia, reduce devoluciones y aumenta la satisfacción.

Pruebas de prototipos

Tras el diseño y desarrollo, el prototipo debe probarse con usuarios para recibir feedback y mejorarlo. Se pueden modificar mecánicas de interacción, UI y otros aspectos. Este proceso iterativo es esencial para perfeccionar la experiencia espacial.

Este es solo un ejemplo y el prototipo puede variar según requisitos y resultados de investigación de usuarios.

Mejores prácticas

Para diseñar prototipos de computación espacial, lo ideal es comenzar con versiones que permitan probar interacciones básicas. Es recomendable empezar por funciones simples como saludar, deslizar o tocar. Después de perfeccionar estas interacciones, puedes pasar a otras más complejas que requieran mayor precisión.

Vision Pro de Apple, aún pendiente de lanzamiento, ofrece muchas funciones interesantes. Los ingenieros las probarán y perfeccionarán cada interacción. Este enfoque metódico garantiza calidad y usabilidad.

"Dedique el 10 % de mi vida al desarrollo de #VisionPro cuando trabajé en Apple como investigador de prototipado en neurotecnología. Es el proyecto más largo en el que he trabajado. Estoy orgulloso y aliviado de que finalmente se anunciara." Sterling Crispin, ex-investigador de Apple.

Además, probar pronto y con frecuencia es clave para diseñar el producto ideal. El proceso es un bucle continuo, así que la iteración, el feedback y los diferentes enfoques son habituales. Adoptar esta mentalidad iterativa mejora el resultado final.

Diseñar experiencias de computación espacial es complejo. Las interacciones son multidimensionales, por lo que es esencial seguir los principios básicos de prototipado para visualizar, probar y perfeccionar interacciones y experiencias antes del desarrollo final. Esta inversión inicial ahorra tiempo y recursos a largo plazo.

El elemento de programación

Con la computación espacial, puedes lograr que elementos y movimientos reales sean similares a las interacciones digitales. Recuerda que cada interacción virtual requiere código para funcionar correctamente. La calidad del código afecta directamente a la experiencia y el rendimiento del sistema.

¿Qué habilidades se requieren?

Para programar protocolos de computación espacial necesitas C#, C++ o JavaScript. También conocimientos de física y modelado 3D. Como desarrollador, es fundamental dominar algoritmos de IA para implementar comportamientos inteligentes.

C# destaca por su sencillez y compatibilidad con Unity, facilitando el trabajo de desarrolladores de todos los niveles. C++ es ideal para tareas intensivas y JavaScript es popular en computación espacial gracias a WebXR, permitiendo crear experiencias AR y VR en web.

¿Cómo funciona la programación?

Ejemplo de aplicación de computación espacial para diseño de interiores, que demuestra cómo aplicar estos conceptos:

Los desarrolladores pueden programar la app para reconocer las dimensiones de la sala mediante mapeo espacial y detección de profundidad. El flujo de código permite situar los muebles virtuales en el lugar indicado por el usuario. El código debe asegurar que los muebles no colisionen con objetos reales ni floten en el aire. Esto implica programar la "conciencia espacial" para garantizar un comportamiento realista.

También puede programarse la interacción. Por ejemplo, en un juego de realidad mixta, el código puede reconocer acciones como coger, lanzar o manipular objetos. Es necesario traducir los gestos físicos en acciones digitales para una interacción fluida.

¿Qué aplicaciones tiene la computación espacial?

Los beneficios de la computación espacial abarcan numerosos sectores, transformando la manera de trabajar, aprender e interactuar. Entre las aplicaciones destacan:

• Juegos: Personajes virtuales interactúan con elementos del mundo real, creando nuevas posibilidades de inmersión y juego que fusionan mundos físico y digital.
• Educación: Creación de contenido interactivo donde conceptos abstractos se transforman en recursos espaciales, haciendo el aprendizaje más atractivo y eficaz.
• Comercio: Experiencias de compra revolucionadas con productos 3D, probadores virtuales, avatares digitales y otras funciones que reducen devoluciones y aumentan la satisfacción.
• Sanidad: Mayor precisión quirúrgica gracias a superposiciones y acceso rápido a datos, permitiendo al cirujano ver información crítica sin apartar la vista del paciente.
• Industria: Los ingenieros pueden usar imágenes proyectadas para detectar defectos y fabricar productos de mejor calidad, mejorando el control y reduciendo residuos.

Además de estos casos, la integración entre computación espacial e IA impulsa el desarrollo de hardware. Las empresas invierten en dispositivos más potentes, cómodos y asequibles.

Un ejemplo es el próximo Vision Pro de Apple—con sensores, chip M2 y herramientas futuristas, que promete llevar la computación espacial a más usuarios.

Con soluciones como ChatGPT, Google Bard, Midjourney y otras para la creación de contenido, los recursos de computación espacial tendrán pronto acceso sencillo a información real. Los desarrolladores pueden usar ChatGPT y otros chatbots para verificar prototipos y acelerar el desarrollo.

¿Qué desafíos existen?

A pesar de sus ventajas, la computación espacial enfrenta desafíos para su adopción generalizada. Entre ellos:

• Problemas de compatibilidad de software entre plataformas y dispositivos
• Preocupaciones por privacidad y gestión de datos, especialmente espaciales y biométricos
• Complejidad de la interfaz de usuario, que puede dificultar la adopción
• Problemas de salud por uso prolongado de visores VR, como fatiga ocular o mareo
• Limitaciones de hardware y altos costes que dificultan el acceso
• Falta de estandarización, que genera aplicaciones de baja calidad y experiencias fragmentadas
• Cuestiones éticas y de seguridad en la recopilación y uso de datos espaciales

Superar estos retos requiere tiempo, colaboración entre empresas y una atención cuidadosa a las necesidades del usuario. Sin embargo, se está avanzando en todos estos ámbitos.

¿Es la computación espacial el futuro inevitable?

La computación espacial aún no es común y se utiliza principalmente por pioneros y sectores especializados. No obstante, con el anuncio del ordenador espacial Vision Pro de Apple, podría expandirse pronto. Su éxito no dependerá solo de la innovación o de sus funciones para aumentar la productividad y la interacción humana.

Dependerá de cómo la computación espacial atienda a personas con capacidades cognitivas limitadas. Apple planea incluir AssistiveTouch en Vision Pro, mostrando un compromiso con la accesibilidad que podría impulsar su adopción. Cuando la tecnología es realmente inclusiva, alcanza su máximo potencial para transformar la sociedad.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la computación espacial (Spatial Computing)? ¿En qué se diferencia de AR y VR?

La computación espacial permite la interacción humano-computadora en espacios tridimensionales. Engloba tanto AR como VR: AR superpone contenido virtual sobre la realidad; VR crea entornos virtuales completamente inmersivos. Es la tecnología paraguas que integra ambos conceptos.

¿Cuáles son las aplicaciones prácticas de la computación espacial en la realidad?

La computación espacial transforma el diseño automotriz mediante prototipado virtual, mejora las experiencias de AR y VR, y revoluciona la fabricación inteligente. Permite visualización inmersiva e interacción en tiempo real con entornos digitales, mejorando la funcionalidad y la experiencia en diversas industrias.

¿Cómo está transformando la computación espacial la industria, la sanidad y la educación?

La computación espacial revoluciona estos sectores con mayor precisión, eficiencia e innovación. En industria, permite monitorización en tiempo real y mantenimiento predictivo. Sanidad se beneficia de formación quirúrgica inmersiva y diagnósticos precisos. Educación se transforma con entornos virtuales interactivos, haciendo tangibles conceptos complejos y accesibles a estudiantes de todo el mundo.

¿Cuáles son las tecnologías clave de la computación espacial, como percepción 3D, reconocimiento de gestos y comprensión del entorno?

Las tecnologías principales incluyen percepción 3D, reconocimiento de gestos y comprensión ambiental. Los componentes clave abarcan dispositivos ópticos avanzados, pantallas Micro-OLED y AMOLED, sistemas de sensores para seguimiento y detección de manos, procesamiento basado en IA y kits de desarrollo interactivos para una interacción fluida con entornos virtuales.

¿Cuál es la relación entre la computación espacial y el metaverso?

La computación espacial es un elemento central de la arquitectura del metaverso, formando su capa esencial. Incluye motores 3D, tecnologías VR/AR/MR y mapeo espacial, permitiendo crear y gestionar espacios virtuales en el ecosistema del metaverso.

¿Cuáles son los principales productos y plataformas de computación espacial en el mercado?

Entre las plataformas más relevantes están Microsoft HoloLens, Meta Quest, Magic Leap One y Apple Vision Pro. Fabricantes como HTC Vive, Lenovo y Pico también ofrecen dispositivos espaciales. Estas plataformas combinan sistemas ópticos avanzados, pantallas y software de interacción para experiencias inmersivas.

¿Qué impacto tendrá la computación espacial en la vida cotidiana y los métodos de trabajo?

La computación espacial transforma el acceso a la información y al entretenimiento mediante aplicaciones de realidad aumentada. Mejora experiencias interactivas, eficiencia laboral y compromiso del usuario tanto en entornos profesionales como personales.

¿Cuáles son los principales retos y limitaciones técnicas de la computación espacial?

Las principales dificultades son las limitaciones de hardware y los elevados costes. El escaso volumen de dispositivos y políticas de bajo precio ralentizan el avance tecnológico. La capacidad de procesamiento, autonomía y resolución de pantalla siguen siendo obstáculos para su adopción masiva.

¿Cuáles son las tendencias y perspectivas de desarrollo futuro de la computación espacial?

La computación espacial avanzará con hardware de nueva generación y tecnología XR, impulsando ecosistemas inmersivos de metaverso. Las tendencias destacadas incluyen mayor eficiencia computacional, experiencias virtuales fotorrealistas y adopción generalizada en aplicaciones empresariales y de consumo entre 2028 y 2030.