EL MARSROVER LAS CAPTURA, Y EL “LOCO-I” LAS TRAE A LA TIERRA “INTACTAS”

Fotos de Marte viajan a la Tierra con tecnología creada por uruguayos

La NASA utiliza un método desarrollado por tres ingenieros uruguayos para traer algunas de las fotos obtenidas por sus sondas en el “planeta rojo”. El sistema permite compactar las imágenes sin perder calidad, para poder ampliarlas capturando hasta el último detalle. Dos de los profesionales compatriotas, Gadiel Seroussi y Marcelo Weinberger - empleados de Hewllet Packard en EE.UU. - cuentan cómo se gestó este logro. La cultura uruguaya y su apertura a la investigación “son nuestra arma secreta”, dijeron.

EN PERSPECTIVA
Miércoles 04.02.04, 08.54.

EMILIANO COTELO:
La carrera espacial está el rojo vivo. Su capítulo más reciente tiene como escenario al planeta Marte, donde en estos días trabajan intensamente una sonda europea y dos robots norteamericanos.

Justamente esta semana los laboratorios de la NASA recibieron la primera foto panorámica del denominado “planeta rojo”. Si les digo que un equipo de uruguayos tuvo mucho que ver en esta hazaña, seguramente les resulte, al menos, llamativo. Pero es cierto: la tecnología utilizada para transmitir hasta la Tierra las imágenes que los robots de la NASA toman en Marte fue creada por un equipo de tres ingenieros compatriotas.

Les proponemos conocer más de cerca esta realidad, en diálogo con el doctor Gadiel Seroussi (ingeniero eléctrico diplomado en Israel, donde además realizó un master y un doctorado en computación; estudió en Nueva York y se unió a Hewlett-Packard en 1988; actualmente es director de Investigación de Teoría de la Información en los laboratorios Hewlett-Packard) y con Marcelo Weinberger (ingeniero eléctrico egresado de la Universidad de la República, doctorado en Israel; científico principal del equipo de investigación de Teoría de la Información del Laboratorio Hewlett-Packard de Palo Alto, en Estados Unidos).

Están los dos despiertos, y quiero en primer término agradecerles el madrugón. ¿Qué hora es en Palo Alto?

MARCELO WEINBERGER:
Son las cuatro menos cinco de la mañana, y no te aseguraría tanto como estar completamente despierto.

EC - ¿Qué clima tienen allí?

GADIEL SEROUSSI:
Es invierno y estos días estuvo feo, pero la temperatura normalmente es bastante agradable. Ahora tendremos 10 o 12 grados; a esta hora de la mañana no se puede pretender mucho.

EC – Empiezo por confesar que esta entrevista tiene para mí una connotación personal bastante fuerte, porque con Marcelo fuimos compañeros en Preparatorios de Ingeniería y luego en la Facultad. Hace más de 20 años que no lo veo y termino encontrándolo a propósito de esta noticia.

MW – Ayer te decía que pocas veces debe surgirte la posibilidad de entrevistar a alguien que recuerda perfectamente tus comienzos en el periodismo radial, hace mucho... 28 años, creo.

EC – Sí, el primer programa de radio que hice, no era precisamente de información política o económica sino más bien musical, tuvo lugar cuando éramos compañeros en segundo año de Preparatorios (1976).

MW – Y en la clase teníamos la transistor esperando a que saliera Emiliano.

***

EC – Cuéntennos cuánto tiempo hace que están radicados en Estados Unidos.

GS – Yo, que soy el más viejo, hace 18 años que estoy en Estados Unidos, de los cuales 16 que estoy acá en la zona de San José, Palo Alto, y trabajando para Hewlett-Packard.

EC - Dices que eres el más viejo, ¿qué edad tienes, Gadiel?

GS - 48.

EC - ¿Y Marcelo?

MW – Estoy en California desde hace 11 años aproximadamente, llegado de Israel. Estuve un año en IBM antes de estar en Hewlett-Packard, desde hace 10 años.

EC - Di recién una referencia rápida del tipo de responsabilidades que tienen ustedes en los laboratorios Hewlett-Packard pero ¿pueden explicar un poquito más qué es lo que hacen?

GS - Formamos parte del grupo Teoría de la Información, que es un grupo relativamente pequeño de investigación básica en Hewlett-Packard. Los laboratorios de Hewlett-Packard son una organización central de la compañía, que se dedica a investigación y desarrollo. En general, va desde investigación teórica hasta el desarrollo bastante práctico de productos, etcétera. Somos el ala más teórica de los laboratorios. Teoría de la Información es una disciplina matemática con aplicaciones prácticas y que incluye compresión de datos, codificación para corrección de errores, criptografía, todas cuestiones de codificar datos utilizando métodos matemáticos para que sean más eficientemente o más confiablemente utilizados.

EC - Además de ustedes dos, en el diseño del sistema de compresión de imágenes que ahora están utilizando estos robots de la NASA participó un tercer uruguayo, Guillermo Sapiro, ¿verdad?

MW - Sí. Guillermo es especialista en tratamiento de imagen. Combinábamos por un lado la experiencia en comprimir datos en general y la experiencia de Guillermo en imágenes en particular. Guillermo también estaba en estos momentos en los laboratorios de Hewlett-Packard en otro grupo, y hace unos años volvió al mundo académico y está en la Universidad de Minnesota.

EC - ¿Cómo fue que se juntaron tres uruguayos para trabajar en aquel proyecto? ¿Ya se conocían antes de llegar a Estados Unidos?

MW – Sí; no es casual. Fuimos llegando por distintas circunstancias pero no es casual. Mi llegada a Hewlett-Packard se debió entre otras cosas a que Gadiel estaba ahí y la llegada de Guillermo también tuvo relación con nuestra estadía en Hewlett-Packard y, además de ser uruguayos, tenemos en común que los trabajos de doctorado los hicimos los tres en Israel en el Technion, en Haifa.

EC – Pero es bastante curioso esto de que una determinada tecnología sea creada por tres investigadores uruguayos pero trabajando para una compañía en Estados Unidos. Me gustaría profundizar en cómo pudo darse esa casualidad... o no.

GS - Marcelo y yo, desde que Marcelo llegó a Hewlett-Packard trabajamos en conjunto. Hemos hecho muchas cosas, justamente la razón por la que era bueno que Marcelo viniera a trabajar a Hewlett-Packard es porque los dos estábamos interesados en el problema de compresión de imágenes. Al venir Guillermo, que también era el experto en imágenes, naturalmente uno tiende a querer colaborar con gente cercana a sus intereses, a su idioma... Marcelo y yo ya estábamos trabajando juntos; cuando llegó Guillermo, nosotros fuimos los que lo trajimos, los que lo acogimos y, charlando, dado el interés de Hewlett-Packard en todo lo que tenga que ver con imágenes, se nos empezó a ocurrir la idea de trabajar en un algoritmo de compresión de imágenes. Casualmente, al mismo tiempo que a nosotros se nos ocurrió esa idea había un llamado para definir un standard, una norma nueva de compresión sin pérdida de imágenes, y eso nos dio otro aliciente para trabajar en el algoritmo y proponerlo para esa norma que al final terminó saliendo; al final nuestro algoritmo ganó la competencia y fue adoptado como norma internacional de compresión sin pérdida de imágenes.

EC - ¿De qué año estamos hablando?

GS - El proceso de standardización se dio entre el 95 y el 2000 creo ¿no, Marcelo?

MW - Empezó en el 96. La forma en que se van dando los procesos de investigación en este tipo de ambiente de laboratorio de investigación son un poco informales. Siempre comienzan en conversaciones informales; es lógico que conversaciones informales surjan entre personas de similar cultura que se acercan por otras razones, y están dadas las bases para que gente de similar cultura termine trabajando junta.

***

EC - Ustedes crearon un algoritmo para la compresión de imágenes, pero no lo hicieron pensando en el uso por la NASA ¿verdad?

GS – No, para nada. En realidad no estábamos ni siquiera enterados hasta hace unas pocas semanas de que la NASA lo estaba utilizando. Nosotros creamos el algoritmo porque el problema de compresión de imagen era de interés académico nuestro y de interés comercial de Hewlett-Packard y pensando en todo tipo de aplicaciones tanto en esta empresa como fuera de ella. El algoritmo comprime imágenes sin pérdida que es una manera muy específica de comprimir imágenes, en que la imagen se comprime y luego cuando se descomprime es idéntica al original.

EC - Gadiel, quizás tengamos que explicar antes de seguir, Gadiel, un par de términos que han aparecido en estos minutos: "algoritmo" y "compresión de imágenes".

MW - En realidad podemos suprimir de la conversación la palabra algoritmo y decir simplemente un método para comprimir imágenes, es decir, lo que hay es un código que es, otra forma de decirlo es que es una forma de representar la imagen. En la memoria, por ejemplo de una computadora, algo que sea más cercano a los oyentes, una imagen se representa como una matriz de números (estoy simplificando), y cada número representa la intensidad de luz en cada punto de la imagen. Para representar esos números la computadora lo hace con una cierta cantidad de bits. La idea es minimizar la cantidad de números de bits que se necesita para representar la imagen.

EC - ¿Minimizar el número de bits para ahorrar espacio?

MW - Para ahorrar espacio en el caso de almacenamiento de una computadora, y en el caso de transmisión de las imágenes digamos, por ejemplo, desde Marte ahorrar el número de bits que tiene que mandarse, la energía que hay que mandar desde el espacio para representar esas imágenes.

EC - Porque, aclaremos, hay sistemas de compresión de imagen que implican una pérdida de información y por ende de calidad. El de ustedes, no.

MW - El nuestro no. La compresión proviene de una representación eficiente y no de perder resolución en la imagen. Los algoritmos, los códigos más populares, los que se usan por ejemplo en las computadoras personales cuando las imágenes vienen comprimidas en el formato JPEG, ese formato es con pérdida porque el ojo humano no la distingue. Para usos este tipo, en que es muy importante la información porque es muy costoso conseguirla, no en todos los casos pero sí en una cierta cantidad, la NASA prefiere transmitirla sin pérdida.

EC - Ustedes desarrollaron ese mecanismo pensando en primera instancia ¿en qué tipo de usos?

GS – El uso principal de la compresión sin pérdida es en imágenes médicas, y pensábamos que la aplicación del espacio era factible, sin saber específicamente de ninguna misión, simplemente por el hecho de que, como decía Marcelo, la obtención de la imagen es muy costosa y por lo tanto, en muchos casos se va a preferir comprimirla sin pérdidas. Pero no sabíamos quién específicamente lo iba a usar.

La NASA simplemente recogió nuestros artículos científicos y leyéndolos, y también porque el método de compresión había sido estandarizado, era una norma internacional bastante conocida, implementaron nuestro método y lo utilizan en el caso en que transmiten sin pérdida. No todas las imágenes que uno ve, que vienen de Marte están comprimidas sin pérdidas: parte de ellas están comprimidas con otro método que desarrolló la NASA que es con pérdida, pero a veces no hay más remedio que transmitir con pérdidas porque no hay suficiente ancho de banda o suficiente tiempo para mandar toda la información sin pérdidas.

Nosotros nos pusimos en contacto con la NASA, para averiguar en qué tipo de casos utilizaban el método nuestro y resulta que lo utilizan en casos donde precisan muchísima precisión como cuando navega el Rover, el vehículo que está en Marte, o cuando lo quieren localizar exactamente o en el momento en que amartizó, en el momento en que descendió, para sacar la imagen del terreno donde estaba descendiendo, en casos donde la precisión era vital.

EC - Hay una oyente que pregunta cómo se llama el método. Creo que esta pregunta viene con trampa porque el algoritmo tiene un nombre muy particular, ¿no?

GS – Sí, es Loco - I. La sigla en inglés tiene una doble razón para ser loco porque es Low Complexity (baja complejidad) y Lowser Compresion (pérdida sin compresión), otra vez loco y la I que viene después es de imágenes. O sea, nos gustó la connotación que tenía en español y en una primera instancia lo llamábamos “Loco al Cuadrado” porque era dos veces Loco. Después nos dijeron que a los efectos del proceso de estandarización que no era conveniente que era complicado escribirlo como Loco al Cuadrado, y al final quedó Loco.

EC - ¿Cuánto tiempo les llevó el desarrollo de ese algoritmo?

GS - El desarrollo, si vamos al estudio matemático que hicimos inicialmente, lleva algunos años; es consecuencia de investigaciones más teórica que tuvimos en la primera mitad de los 90. Pero el algoritmo en sí, una vez que llegamos a qué es lo que queríamos hacer en la práctica, diría que es un desarrollo de un año inicialmente que después fuimos ajustando y cambiando en algunos detalles, una vez que fue preseleccionado para ser una norma internacional. El proceso de estandarización llevó dos, tres años, pero no eran años de trabajo full time en ese algoritmo.

EC - He estado mencionando tres nombres: Marcelo Weinberger, Gadiel Seroussi y Guillermo Sapiro, los tres uruguayos. ¿El equipo estába integrado sólo por ustedes?

GS - Sí, básicamente éramos nosotros. Después cuando se hizo el proceso de estandarización eso ya es un comité más grande que, por la propia dinámica del comité de estandarización uno va haciendo cambios en el algoritmo donde hay contribuciones de otras persona. Pero el algoritmo básico lo hicimos nosotros tres y los primeros artículos que publicamos fuimos nosotros. Es un caso no típico en que la norma internacional, que se llama JPEG-LS la norma de compresión basada en Loco-I; la norma misma proviene básicamente en un 100% de un solo algoritmo.

EC - Si el algoritmo terminó convirtiéndose en norma ¿por qué no era obvio que la NASA lo iba a utilizar?

MW - Muy buena pregunta. En cierta medida no nos sorprendió. Es cierto que nosotros sabíamos que la NASA iba a utilizar la mejor tecnología; pero una norma internacional no necesariamente es el mejor algoritmo disponible para el uso y los recursos que tenía la NASA, y la NASA no tiene ningún problema y ninguna necesidad de usar una norma internacional. Fue una de las cosas que más no llenó más de orgullo, en el sentido de saber que lo usaron no por ser una norma internacional sino porque era la mejor tecnología que tenían.

EC - Ahora que se han puesto en contacto con la NASA, al enterarse de que están utilizando la tecnología que se usa, ¿han podido verificar cómo está funcionando? ¿Los resultados en materia de calidad de transmisión de imagen son los esperados?

GS – No nos han dado esos datos tan específicos; nos han mandado imágenes que ellos saben fueron comprimidas con nuestro algoritmo. Dado que el algoritmo nuestro no tiene pérdidas, el problema de la calidad no es un problema que uno se cuestiona porque la imagen codificada con nuestro método es idéntica a lo que saca la cámara: si la resolución o la calidad no son buenas es porque la cámara no fue buena. Sí logramos enterarnos con más detalle de qué es exactamente lo que implementaron, cómo lo implementaron, etcétera, detalles un poquito más técnicos de cómo fue la implementación, y hasta quién lo implementó. Estuvimos en contacto con los científicos de la NASA encargados de implementarlo y nos enteramos que no implementaron la norma: implementaron el algoritmo nuestro sin cumplir con todos los requisitos de la norma, eliminaron una parte del algoritmo que no es relevante en la aplicación del espacio e hicieron alguna simplificación que les venía bien, o sea que ni siquiera están utilizando la norma internacional. Y también implementaron la primera versión que se publicó del algoritmo que no es idéntica a la versión final, que se convirtió en norma internacional.

La NASA en general actúa de manera independiente y es bastante poco común que adopte tecnología de afuera; eso, como decía Marcelo, nos dio mucha satisfacción.

EC - ¿A quién pertenecien los derechos de utilización de esta tecnología?

MW - Pertenecen a Hewlett-Packard, pero la empresa ha puesto la tecnología en el dominio público y no se cobra ningún tipo de regalía, ni costo para utilizarlo. Cualquiera lo puede utilizar: incluso en nuestro sitio web están el software y los artículos científicos describen exactamente cómo se hace. O sea que, con algunas restricciones (que ni siquiera estamos 100 por ciento seguros de que la NASA las haya cumplido) se pudo utilizar el algoritmo libremente.

***

EC - Tengo aquí una pregunta que hace Raúl, de Pocitos: ¿qué balance han podido formular de la enseñanza de matemática que recibieron aquí en la Facultad de Ingeniería? Aprovecho para agregar a esta pregunta que nuestros entrevistados, además de desempeñarse en los laboratorios Hewlett-Packard tienen una relación fluida con la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República, tanto a distancia como viniendo. ¿Cuándo fue la última vez que estuvieron en Montevideo?

MW - La última vez que estuve fue hace un año y medio dando un curso que organizó la Facultad sobre métodos de predicción, que es un problema estadístico relacionado con compresión en general.

GS - Yo estuve en octubre de 2003, justamente para una ceremonia de un donativo de equipos de computación que hizo Hewlett-Packard a la Facultad de Ingeniería para apoyar esta colaboración nuestra con la Facultad.

EC - ¿Cómo es esa colaboración?

GS - Consiste en venir y dictar cursos, cosa que hacemos un vez al año más o menos, una vez al año Marcelo y yo, y Guillermo también tiene su colaboración en paralelo. Así que entre los tres, dos veces al año damos algún curso en la Facultad y también colaboramos en investigación con docentes de la Facultad. Además, traemos profesores jóvenes de grado uno a hacer pasantías en los laboratorios nuestros, dirigimos tesis de maestría y de doctorado, etcétera. Es una relación que nos ha dado muchísima satisfacción y que es muy productiva.

EC - ¿Es una iniciativa de ustedes? Porque, de nuevo, llama la atención que los tres estén involucrados en este intercambio.

MW - La iniciativa de Guillermo surgió en forma independiente, ya que estando él en una universidad, en el ambiente académico, es natural la relación con otra universidad. En el caso de Gadiel y mío surgió por contactos informales con docentes de la Facultad de Ingeniería que después se fueron formalizando un poco más y se hicieron más formales con lo que mencionaba Gadiel, la donación de Hewlett-Packard y una especie de convenio de colaboración que fundamentalmente incluye la venida de pasantes. Hace unos días se fue un pasante de la Facultad de Ingeniería que estuvo casi un año con nosotros, dentro de unos días viene otro. Nos interesa aclarar que no se trata de ningún modo de beneficencia, para llamarlo de alguna manera, sino que nosotros también obtenemos un gran beneficio de esto porque la experiencia que tenemos con estos pasantes es que son gente muy bien preparada, enormemente productiva, con una gran sed de conocimiento y que es un placer colaborar con ellos como colegas.

EC - En el caso tuyo, Marcelo, (porque no todos ustedes se graduaron en la Universidad de la República), ¿qué balance haces de la formación que recibiste acá?

MW - Haría el balance más allá de los conocimientos que uno tiene. Primero que la Universidad en la que yo me gradué es muy distinta a la de ahora, por la experiencia que estoy teniendo en la interacción con docentes en este momento. Cuando yo me gradué ni siquiera se pasaba por la cabeza, no me refiero a la Universidad de la República en general sino a la Facultad de Ingeniería en particular o al Instituto de Ingeniería Eléctrica en el que me gradué, no se concebía la posibilidad de que nosotros pudiéramos estar investigando: eso era algo para los de afuera, era extraño al Uruguay, y no es así en este momento; para nada. Existe en el Instituto de Ingeniería Eléctrica, en particular en su director, Gregory Randall, una conciencia de que investigar es importante, que es parte del trabajo de los docentes en la Universidad, y que eso ayuda a la formación de estudiantes.

Respecto a la formación en sí, entonces, lo que es muy, pero muy valioso, está más en la cultura uruguaya que en la formación específica que me pudiera haber dado en ese momento la Facultad, y es el respeto por el conocimiento. Yo digo que la sociedad uruguaya valora mucho el conocimiento, algo que no es necesariamente así en todos lados. Sin ir más lejos en Estados Unidos el saber no es algo que necesariamente valoriza una persona: hay otras cosas que son tomadas en cuenta cuando se juzga a una persona, mientras que en Uruguay es muy importante el saber. Por lo menos en aquel momento la valoración del conocimiento en Uruguay era un poco enciclopédica: lo importante era saber, la innovación es algo que tal vez se valora o se juzga un poco menos, y yendo a los déficit que me pudo haber dejado la formación de la Universidad en ese momento, pienso que un poco el no entender que la capacidad de innovar estaba en el conocimiento que nos estaban dando, y que es algo que no es para los de afuera, que cualquier egresado de la Universidad de Uruguay a quien le interese la investigación puede hacerlo. Eso es algo que conseguí un poco más estando en Israel, donde la cultura es un poco distinta: también se valora el conocimiento pero la innovación es un valor fundamental; es una sociedad que está convencida de que sale adelante con innovación y con la creatividad de los integrantes de su sociedad.

EC - Para terminar, miremos para adelante. ¿Ustedes piensan continuar vinculados a Hewlett-Packard? ¿En qué tipo de actividades?

GS - Uno nunca sabe, pero por ahora seguimos vinculados a Hewlett-Packard trabajando en problemas del mismo tipo, problemas de procesamientos de datos con componente matemático muy fuerte. Justamente, el último año estamos trabajando en otro algoritmo que es para sacar interferencias o ruidos de datos o de imágenes. El pasante uruguayo que va a empezar en dos semanas va a trabajar en ese problema con nosotros. Lo que nosotros hacemos básicamente es matemática con aplicaciones y vamos a seguir en esa línea; problemas para investigar no faltan, siempre hay desafíos nuevos y pensamos seguir colaborando e intensificando en lo posible la relación con Uruguay. Como decía Marcelo, es un pequeño tesoro que no se conoce; es una ventaja que tenemos los uruguayos. Cuando vinimos en octubre trajimos una delegación de Hewlett-Packard y la representante de relaciones universitarias con Latinoamérica dijo que se había encontrado con una joyita escondida y que esa era nuestra arma secreta. Así que pensamos seguir utilizándola.

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Trascripción: María Eugenia Lima
Edición: Jorge García Ramón

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