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¡Hola, malditas y malditos! Un martes más os traemos más respuestas a las preguntas que nos enviáis para que las contestemos en nuestro consultorio tecnológico. Hoy os hablamos sobre si las cámaras de reconocimiento facial pueden no detectar a personas según su ropa o maquillaje, sobre qué es la perovskita y su importancia tecnológica, y cómo funciona la señal de Internet a través de satélites.
Nosotros estamos encantados de responder vuestras preguntas tecnológicas, así que si tenéis más, ¡no dudéis en enviárnoslas! Podéis hacerlo a través del correo electrónico [email protected], en este formulario, a través de nuestro Facebook y Twitter o de nuestro chatbot de WhatsApp en el número +34 644 229 319.
¿Es posible que una cámara de reconocimiento facial no me detecte por el diseño de mi jersey o por el maquillaje que lleve?
El uso de cámaras de reconocimiento facial lleva en el centro del debate sobre los derechos civiles y digitales desde hace un tiempo. De sus falsos positivos y sus sesgos ya os hemos hablado en Maldita.es, pero hoy os hablamos de si es posible “engañar” al sistema a través de maquillaje o determinadas prendas de ropa, como cuentan en varios artículos.
La cuestión de despistar a las herramientas de reconocimiento facial también se ha empleado en sistemas que no procesan la información en directo, como sí lo hacen las cámaras de vigilancia. Recordemos que el reconocimiento facial implica la identificación de una persona a través de un programa informático que escanea los rasgos de su cara, pero también se incluyen en este campo de tecnología otros tipos de reconocimiento de imagen que pasan por analizar otros elementos, como la forma de caminar o la ropa.
Por ejemplo, en este estudio de la Universidad Federal del Cáucaso del Norte (Rusia), los investigadores modificaron aspectos de una fotografía de una persona, como las sombras, el brillo o el tono de la piel, y esto provocó que el sistema de reconocimiento facial no lo detectase como tal, a pesar de que a ojo de un humano no se apreciaba apenas diferencia entre la imagen original y la modificada.
¿Y qué sucede en el caso del procesamiento de imágenes en tiempo real? “El caso de utilizar determinadas prendas o maquillaje es conocido como un ataque antagónico, una técnica de ingeniería inversa mediante la que se conoce cómo funciona la red neuronal que permite detectar personas, para buscar por qué punto es débil y llevarlo a una sudadera, por ejemplo”, explica José Luis Calvo, director de inteligencia artificial en Sngular.
Pero no es tan sencillo como parece y, desde luego, tampoco definitivo. Como comenta el experto a Maldita.es, “es una cuestión anecdótica y un tanto limitada, porque si tienen éxito, posteriores versiones de esta red neuronal serían actualizadas para detectar, ahora sí, a las personas que llevan este tipo de prendas”. “Paradójicamente, un éxito comercial llevaría a que les durase muy poco la invisibilidad”, apunta.
Desde EFF, una organización estadounidense dedicada a la protección de las libertades civiles en la vida digital, explican a Maldita.es que “estos métodos son divertidos para ver cómo la gente explora las limitaciones del reconocimiento facial y otras tecnologías de vigilancia, pues atraen la atención hacia este tema”. No obstante, señalan que “no son muy efectivos”, pues los algoritmos que están detrás de ese reconocimiento se pueden reprogramar para corregir esos fallos.
La idea es que se pueden analizar distintos algoritmos mediante la ingeniería inversa para encontrar sus puntos débiles y explotarlos con lo que los hace fallar, ya sea una sombra en un punto específico de la cara (que se puede imitar con maquillaje) o un diseño en un jersey o una camiseta que confunde al sistema con lo que realmente está buscando.
De este tipo de fallos en sistemas de reconocimiento de imágenes, una tecnología similar al reconocimiento facial que busca reconocer elementos en unas imágenes en vez de identificar a una persona, tenemos un ejemplo reciente bastante cómico, y es que un programa informático que identificaba vehículos por sus matrículas confundió los números que aparecían en la camiseta de una persona que pasó por la calle con la matrícula de una moto registrada. ¿Qué pasó? Que el propietario de la moto terminó multado.
En esta línea, han surgido varias iniciativas de colecciones de prendas o de maquillaje que supuestamente pueden burlar estos sistemas. Para Calvo, “según pone en la tienda que vende esta ropa, se basan en el algoritmo de detección YOLO 2, que es bastante común, y sobre ese sistema han generado la ropa que no detecta”. Por lo que si la cámara utiliza otra versión del YOLO u otro algoritmo diferente, estas prendas no funcionarán.
Pero ojo, el reconocimiento a personas no es el único punto en el que se puede engañar a una inteligencia artificial enfocada en detectar patrones. Como refleja esta investigación conjunta entre la Universidad de California, Washington, Michigan y Samsung Research, se puede engañar a la cámara de un coche autónomo poniendo pegatinas en las señales que evitan que sean detectadas correctamente por el vehículo.
“La única solución es la prohibición de la vigilancia a través del reconocimiento facial, pues no deja de ser una vigilancia masiva a los ciudadanos, y porque no debemos dejar la responsabilidad de protegerse de estos métodos en cada individuo, sino abordarlo desde un cambio sistemático”, apunta en la misma línea Diego Naranjo, director de Políticas en EDRi, una red de organizaciones y expertos europeos para defender los derechos digitales en el continente.
EFF considera que, teniendo en cuenta los errores que puede llegar a tener la tecnología de reconocimiento facial en la identificación de personas, “la vía que se tiene que seguir es la de lograr que la legislación prohíba este tipo de tecnología”.
En Europa, de hecho, la propia EDRi junto a otras organizaciones europeas están impulsando la campaña Reclaim Your Face (Reclama tu cara, en español), para pedirle a la Comisión Europea que prohíba la vigilancia a través del reconocimiento facial. En este sentido ya se pronunció también el Parlamento Europeo, que instó a que no se permitiese este tipo de tecnologías en el continente.
“Imaginemos un escenario futuro en el que circulan coches autónomos por la calle, que obtienen una parte de la información sobre cómo actuar por las señales de tráfico: el caos, incluidos accidentes, que se puede provocar si las redes neuronales del vehículo no son capaces de detectar una señal de STOP, ya sea porque obvie esa información o porque la interprete como otra señal totalmente diferente”, advierte Calvo. De esto ya os hablamos en Maldita.es cuando os explicamos por qué todavía no vemos coches autónomos por nuestras carreteras.
¿Cómo funciona el internet por satélite?
A raíz del anuncio de que Starlink comienza a operar en España, nos habéis preguntado sobre cómo funciona la conexión a Internet a través de satélite, que es la tecnología empleada por esta empresa de Elon Musk.
Lo primero es que esto no es nada nuevo. Con una búsqueda rápida con las palabras “internet por satélite”, la primera página de resultados está llena de empresas que ya ofrecen este servicio en nuestro país, principalmente enfocadas a las zonas rurales. Este es el principal uso de la conexión por satélite: llegar a aquellos lugares en los que es difícil de acceder a través del cableado de ADSL o fibra óptica.
Como nos explica nuestro maldito Julián Seseña, experto en comunicaciones por satélite y presidente de Holistic Innovations, “cuando llegó la conectividad a Internet a mediados de los 90, se pusieron en marcha varios sistemas de satélites conocidos como no geoestacionarios, es decir, que circulan alrededor de la Tierra en órbitas de entre 1.000 y 2.000 km de altura, varias veces al día”. Estos satélites luego se conectan a estaciones terrestres, que pueden ubicarse en cualquier punto del territorio, como una casa o un negocio.
A pesar de esto, Seseña apunta que “estas primeras constelaciones de satélites, que fueron Teledesic (impulsada, entre otros, por Motorola o Bill Gates) y Skybridge (promovida por Thales Alenia, una corporación francesa), quebraron a los pocos años porque la demanda de banda ancha no era muy amplia ni masiva”.
Pero desde entonces, la cosa ha cambiado: Internet ya es una parte importante de nuestras vidas y ha cobrado mayor importancia a raíz de la pandemia, con el teletrabajo y la educación a distancia. Aún así, según el Plan para la Conectividad y las Infraestructuras Digitales de la sociedad, la economía y los territorios, del Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital, en 2020 el 83,6% de la población tenía acceso a banda ancha y la previsión era que en 2021 se alcanzase el 91,25%. Por el momento, no tenemos datos definitivos sobre ese período que avalen la predicción.
El problema que impide que este porcentaje sea mayor es la orografía española, como refleja este reportaje de RTVE, en el que se refleja que las zonas más rurales de difícil acceso o con montañas cerca son las más perjudicadas en el acceso a Internet. Según datos del Instituto Geográfico Nacional, son más de 440 mil hogares los que ahora mismo se sitúan en las zonas “blancas” y “grises”. ¿Qué son estas áreas? Las blancas son zonas en las que no existe cobertura ni se espera que la tengan en tres años, mientras que las grises representan áreas en las que hay previsión de tener cobertura en tres años o en las que sí que hay conexión pero por parte de un sólo operador.
Para paliar esta dificultad, el propio plan del Gobierno contempla la “extensión de cobertura de banda ancha por medios inalámbricos como 4G o el satélite”, para alcanzar el “100% de cobertura a 30Mb/s en el territorio nacional”. En otros países de Latinoamérica, por ejemplo, también se ha explorado esta vía para cubrir las zonas de más difícil acceso, como reflejan estas dos investigaciones mexicanas.
Pero, ¿cómo logran llevar la conexión a Internet a estos lugares a través de satélites? Nuestro maldito Julián Seseña recuerda que “los sistemas de satélites se han utilizado desde sus inicios para comunicar dos o más puntos de la Tierra”: “Los primeros sistemas permitieron las comunicaciones interoceánicas mediante grandes estaciones de parabólicas, y posteriormente se explotó y mejoró su uso con la difusión de las señales de televisión”.
En el caso de Internet, la filosofía es la misma, pero en vez de señales de televisión o comunicaciones, se usa la conexión por banda ancha. Para hacerlo, explica el experto que se necesitan “pequeñas estaciones terrenas por cada usuario, en este caso una antena parabólica, que se conecta directamente al satélite (que a su vez está conectado a otra estación en la Tierra que es la que le suministra la señal) y permiten que desde cualquier punto remoto donde se instale, se pueda disponer de conectividad al mismo precio, nos encontremos donde nos encontremos”.
De esta manera, no se necesita cablear kilómetros y construir estaciones que repartan estas conexiones, uno de los grandes impedimentos de la fibra óptica o el ADSL, sino que con la antena que tenga cada hogar o usuario es suficiente.
Eso sí, nuestro maldito advierte de que “una de las desventajas de este sistema es que se requieren numerosos satélites girando alrededor de la Tierra constantemente para que ningún punto se quede sin cobertura”. Por ejemplo, el sistema de Starlink tiene activos 1826 satélites a fecha de 17 de enero de 2022, según el portal especializado CelesTrak, mientras que OneWeb, el segundo sistema proveedor de Internet por satélite con más aparatos en órbita, tiene 393.
¿Qué es la perovskita y por qué es importante para el mundo tecnológico?
El desarrollo de la tecnología está muy ligado al uso de distintos minerales que lo hacen posible: estos están presentes en nuestros teléfonos móviles, ordenadores o pantallas de televisión, por citar algunos ejemplos. Esta semana nos habéis preguntado por uno de estos minerales, la perovskita, y por qué es importante dentro del mundo tecnológico.
La perovskita es un mineral que fue descubierto en 1839 por un geólogo alemán en los montes Urales y hay distintos tipos. Se usa especialmente en aplicaciones fotovoltaicas.
El investigador que lidera el grupo de Materiales Ópticos Multifuncionales del Instituto de Ciencia de los Materiales de Sevilla (ICMS-CSIC), Hernán Míguez, explica a Maldita.es que “existe una gran variedad de perovskitas que presentan distintas características”, por lo que en función del uso que se le vaya a dar, se emplean unas u otras.
Aunque este material es conocido desde el siglo XIX, ha sido en los últimos diez años aproximadamente en los que ha ganado protagonismo, debido a los resultados que ha ido dando en el ámbito de las aplicaciones fotovoltaicas, “en las que se convierte luz en electricidad y viceversa, tras descubrir las excelentes propiedades optoelectrónicas” de un tipo concreto de perovskitas, las de haluros, según Beatriz Julián-López, investigadora del Institute of Advanced Materials (INAM) de la Universitat Jaume I.
Tanto para esta investigadora como para Míguez, la irrupción de este material en la energía fotovoltaica ha supuesto “una revolución”. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos (NREL, por sus siglas en inglés) explica que “los materiales de perovskita” ofrecen ventajas, como “una excelente absorción de luz”, entre otras, lo que permite desarrollar “una tecnología de bajo costo y escalable en la industria”.
Una de las razones por las que se está investigando en el uso de este material frente al silicio, el que predomina hasta ahora en el desarrollo de celdas solares (los dispositivos capaces de convertir la radiación solar en energía eléctrica), es que la perovskita ofrece unos resultados similares a los de ese otro material “empleando una tecnología mucho más económica y versátil”, a la vez que para ello se usa menos cantidad de material, explica Míguez. Así se refleja también en este estudio sobre la implementación de la perovskita en el ámbito de la fotovoltaica.
Además, se trata de un material que “se puede encontrar fácilmente en la naturaleza como mineral”, asegura Laura Caliò, investigadora del ICMS-CSIC y colaboradora de Míguez. La perovskita que se usa en fotovoltaica es un material que se fabrica a partir de ese mineral y su fabricación también presenta ventajas: “Se puede fabricar fácilmente y con distintas técnicas (...), lo que conlleva un gasto de energía de producción bastante inferior con respecto a otras tecnologías”, añade Caliò.
Todas estas ventajas han hecho que en los últimos años se haya disparado la investigación sobre la perovskita en paneles solares. Pero esto no quiere decir que no presente ningún inconveniente. Uno de ellos es “la inestabilidad de las perovskitas, que se degradan con facilidad, lo que hace que las celdas fabricadas con ellas sean menos duraderas que otras”, asegura Míguez.
Algunas investigaciones sobre la perovskita van precisamente en esa línea. Un grupo de químicos de la Universidad Tecnológica de Kaunas (KTU), en Lituania, afirma haber sido capaces de desarrollar “materiales para células solares de perovskita de eficiencia extremadamente alta”. Aseguran haber conseguido mejorar “significativamente la estabilidad de las células solares de perovskita”.
Para Míguez también hay una “desventaja evidente que presentan las celdas solares de perovskita” desde el punto de vista medioambiental: contienen plomo en su composición, una sustancia tóxica que se va acumulando en el organismo y afectando a diversos sistemas de este como el cerebro, el hígado, los riñones o los huesos. Un problema que todavía no se ha logrado solucionar a pesar de las investigaciones al respecto.
Julián-López apunta en el mismo sentido cuando afirma que la reducción o sustitución del plomo por otros elementos no tóxicos, “con el fin de obtener dispositivos sostenibles”, es “uno de los desafíos actuales” en la investigación del uso de la perovskita en las celdas solares.
Aun así, explican Míguez y Caliò, “hay estudios que demuestran que, en el caso de que el plomo contenido en una celda se vertiera al ambiente, la contaminación que provocaría sería muy baja, ya que la cantidad de material semiconductor presente”, como hemos explicado antes, “es muy pequeña”.
En definitiva, la perovskita ha supuesto una “revolución” en la investigación fotovoltaica, puesto que en poco más de una década ha conseguido unos resultados parecidos a los alcanzados con el silicio, con el que se trabaja desde hace más de 60 años. Aunque se esté usando sobre todo en este campo, no está limitado a él y Beatriz Julián-López enumera algunos otros ámbitos tecnológicos en los que también se le puede dar aplicación a este material: los sistemas de iluminación LED, fotodetectores o láseres, por ejemplo.
En cuanto al impacto que este material va a tener en el ámbito fotovoltaico, según Míguez, “a corto plazo no es probable que la tecnología fotovoltaica de silicio, cuyo precio se ha reducido extraordinariamente en las últimas décadas, sea sustituida por ninguna tecnología emergente” como es la de las celdas de perovskitas.
Añaden Míguez y Caliò que “es más probable que las celdas de perovskita encuentren su primera aplicación a través de su integración en las denominadas ‘celdas solares tándem’, una tecnología fotovoltaica que combina celdas de silicio y de perovskita, y que presentan mayor eficiencia que cualquiera de las dos por separado”.
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En este artículo ha colaborado con sus superpoderes el maldito Julián Seseña, experto en comunicaciones satelitales.
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