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Junio, 2002.

Doctor Marroquín, sabemos que en el CIMAT se está desarrollando una calculadora de imágenes ¿nos podría explicar en qué consiste?

Para contestarle esta pregunta, es necesario primero hablar sobre el análisis y procesamiento de imágenes. Una imagen digital es un mosaico de puntos, llamados pixeles, cada uno de los cuales tiene un color gris en tono diferente, que se codifica con un número. Por consiguiente, una imagen digital es un arreglo de números, a los que pueden aplicarse diferentes operaciones: sumas, restas, multiplicaciones, entre otras. El procesamiento -o más generalmente, el análisis de imágenes- consiste en aplicarles diferentes operadores matemáticos para extraer ciertas propiedades físicas de los objetos que representan; así, por ejemplo, de imágenes médicas como radiografías, o de resonancia magnética, se obtiene la clase de tejido que representa cada punto; de fotografías tomadas desde un satélite es posible determinar el tipo de cultivo que crece en cada localidad; a partir de pares de imágenes tomadas desde diferentes puntos (pares estereoscópicos) se puede determinar la distancia de cada punto a las cámaras.

La calculadora de imágenes que hemos desarrollado es una herramienta didáctica que facilita la enseñanza de las técnicas de procesamiento de imágenes en cursos de licenciatura y posgrado. Para construirla, tomamos el modelo muy familiar de calculadora científica y lo generalizamos, de modo que en lugar de números, opere con arreglos de números, es decir, con imágenes.

¿Qué aplicaciones se le darán a la calculadora?

En realidad no se trata sólo de la calculadora, sino de un conjunto de materiales didácticos que incluyen notas, transparencias, un libro de ejercicios y el código de las funciones de las operaciones que se realizan en ella . Todo este material facilita la enseñanza de las técnicas matemáticas (cálculo, sistemas lineales, métodos probabilísticos, entre otros) y las técnicas de programación necesarias para el análisis de imágenes. La idea es que los estudiantes usen la calculadora para hacer operaciones con imágenes y, a medida que el curso progrese, hagan sus propios programas de proceso usando la librería de funciones que el material incluye.

¿Ya está funcionando esta herramienta y qué lenguaje de programación utiliza?

Sí, ya está funcionando, aunque seguimos añadiéndole funciones y utiliza el lenguaje C y C++

¿Cómo funciona?

Funciona igual que una calculadora científica programable, excepto por sus "registros de memoria" que almacenan imágenes. Tiene además la ventaja de recordar una serie de operaciones a medida que las ejecuta, es decir, genera automáticamente el programa que las hace, de modo que es posible repetirlas con otras imágenes o efectuar cambios en ellas de una manera muy fácil y rápida.

Para obtener una idea de lo que significa procesar una imagen en la calculadora, puedo sugerir los siguientes ejercicios: Leer 2 imágenes, y en la subcalculadora de operaciones aritméticas, sumarlas y restarlas y observar el resultado; en la subcalculadora de derivadas, oprimir el botón de "Magnitud de Gradiente" y conseguir los bordes de la imagen; en la subcalculadora de "Convolución" oprimir el botón que dice "Gaussiana", con un valor de sigma de 5, y alcanzar la distribución gruesa de luces y sombras, entre otros. Desde luego que para comprender realmente estas operaciones y utilizarlas para resolver problemas prácticos, es necesario profundizar en el tema, pero como digo, esto proporciona una idea.

¿Quiénes pueden usarla además de los académicos?

Cualquier persona, basta con bajarla de nuestro sitio en Internet. Hemos encontrado que la calculadora, además de servir para la enseñanza, es útil como herramienta para la investigación y el desarrollo de nuevos métodos de procesamiento de imágenes, ya que permite rápida y eficientemente probar procesos complejos.

¿Podría la calculadora comercializarse y ser utilizada por gente que se dedica a la fotografía, al diseño gráfico o industrial o a otras actividades relacionadas con la digitalización?

Tal vez, aunque no fue diseñada con este propósito. Habría que añadirle funciones más relevantes para ello.

Una vez que el proyecto termine ¿Compartirán la calculadora de imágenes con otros institutos que enseñen Ciencias de la Computación?

Por supuesto, la idea es compartir no sólo la calculadora, sino todo el material referente.

¿A quién se le ocurrió diseñar una calculadora que procesara imágenes y cuántas personas participan en el proyecto?

Al grupo de investigación en análisis de imágenes del CIMAT y por el momento participan dos personas.

¿Cuánto tiempo tiene este proyecto?

Llevamos 2 años trabajando en la calculadora y el material referente. Pensamos incorporarle funciones y desarrollar más materiales e incluso he pensado escribir un libro de texto sobre la calculadora.

¿Cuáles han sido los principales problemas que han tenido a lo largo de este proyecto?

Creo que la valoración adecuada por parte de las autoridades encargadas de evaluar la producción de los científicos. Espero que esta situación se corrija, pues considero de gran importancia para nuestro país el que se desarrolle material didáctico de alta calidad, para aprovechar la tecnología moderna, y que ésta sirva de apoyo para la enseñanza de diversas asignaturas a todos los niveles, desde la primaria hasta el posgrado.

A propósito doctor ¿cómo ve la investigación en informática en México respecto a la de otros países?

Comparada con la de los países desarrollados está increíblemente retrasada. Una sola compañía privada, por ejemplo en Estados Unidos de Ámerica, puede tener varias veces el número total de investigadores que existen en México. Dada la importancia que estas tecnologías tienen para el desarrollo de un país, me parece urgente que en el nuestro se fomente esta investigación.

Doctor Marroquín háblenos de usted?

Nací en México, D.F., estudié Ingeniería Química en la UNAM y posteriormente la Maestría y Doctorado en Ciencia de Sistemas en el Massachusetts Institute of Technology (MIT, por sus siglas en inglés).

Después de terminar mi carrera trabajé en el Centro de Cálculo de PEMEX, en el Departamento de Investigación de Operaciones; luego de realizar mi maestría regresé a PEMEX, esta vez a la Gerencia de Exploración, para procesar información geofísica. Posteriormente a mi doctorado, ingresé al Centro de Investigación en Matemáticas, en Guanajuato, donde laboro hasta la fecha. Actualmente soy el coordinador del área de Ciencias de la Computación e investigador en las áreas de Análisis de Imágenes y Visión Artificial.

¿Cómo venció la tentación de quedarse en los Estados Unidos, considerando el nivel de las investigaciones que se realizan en el MIT?

Bueno, el nivel de las investigaciones no fue el único factor importante; desde antes de irme, dí por sentado que regresaría. A pesar de las dificultades que a veces uno tiene aquí, no creo que en ningún otro lugar viviría tan a gusto como en México.

¿Cómo nació su inquietud por la investigación?

Desde el inicio de mi vida profesional tuve la fortuna de trabajar en problemas no rutinarios, que exigían pensar en soluciones novedosas. Lo que fué determinante, sin embargo, fué mi relación con el Doctor Manuel Cerrillo, un notable investigador mexicano que, después de trabajar cerca de 30 años en el MIT, regresó a México y colaboró algunos años en PEMEX, donde tuve la fortuna de conocerlo. Él fue, sin duda, quien me contagió su pasión por la investigación en el área de la percepción artificial.

¿Cuántos años tiene en la investigación y cómo ha sido su experiencia en ese campo?

En general, ha sido muy satisfactoria pero es difícil cuantificar los años ya que no sé en qué medida mi trabajo en PEMEX puede calificarse como investigación y en qué medida como desarrollo tecnológico. En todo caso, terminé mi carrera en la UNAM en 1968, de modo que haga cuentas.

¿Nos podría platicar de algunos de sus proyectos o investigaciones personales?

El proyecto interdisciplinario sobre procesamiento de imágenes provenientes de experimentos ópticos que realizamos en colaboración con el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO) de León, Gto., resultó particularmente exitoso. En éste la gente del CIO se ocupó principalmente de la parte experimental y nosotros del CIMAT, del desarrollo de programas de cómputo para procesar las imágenes. Como resultado, se hicieron métodos para medir deformaciones de piezas mecánicas con una precisión que antes de nuestra investigación era imposible. Para mí, la moraleja es que la clave del éxito en investigación, sobre todo la interdisciplinaria, es la colaboración.

¿Ha tenido alguna experiencia en su trabajo que lo haya hecho sentir insatisfecho?

Bueno, partiendo de que la naturaleza de la investigación es tratar de innovar, de salirse de lo conocido, y considerando que uno no es un genio, la mayoría de nuestras ideas no conducen a nada, y sólo pocas fructifican. Esto puede ser frustrante en ocasiones.

¿Por qué recibió el Premio Nacional de Ciencia y Tecnología en 1972 y qué significó para usted?

Este premio nos lo dieron por un modelo matemático que desarrollamos para estudiar la contaminación atmosférica en la ciudad de México. Fue un trabajo en equipo, y desde luego, muy satisfactorio para todos los que participamos.

Por último, ¿qué desearía decirles a los visitantes de la página Ciberhábitat?

Que la investigación en computación, si bien no es probable que los haga millonarios (aunque tampoco es imposible), puede ser una forma de vida muy rica y satisfactoria.

Puedes ver una demostración del proyecto en la dirección:
www.cimat.mx/proy_comp/caliman/caliman.html