Desarrollan en IPN robot teleoperado mediante ondas cerebrales

Robot operado por ondas cerebralesCientíficos del Instituto Politécnico Nacional desarrollaron un robot móvil que es teleoperado mediante ondas cerebrales, las cuales son interpretadas mediante un casco especial que las traduce en movimientos, de tal manera que el robot se desplaza en distintas direcciones y gira de acuerdo con el pensamiento del usuario.
Se trata de un proyecto que se lleva a cabo en el Centro de Innovación y Desarrollo Tecnológico en Cómputo (CIDETEC), coordinado por el doctor en Mecatrónica Gabriel Sepúlveda Cervantes. El grupo de investigación se compone por 19 personas, entre ellos 11 alumnos de maestría de ese centro, así como dos de maestría y tres de licenciatura de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA).
Sepúlveda Cervantes explicó que por su propia naturaleza, la tecnología puede aplicarse para mejorar la calidad de vida de personas parapléjicas e inclusive cuadrapléjicas, ya que es posible adaptarse a sillas de ruedas y mediante las ondas cerebrales el usuario podrá desplazarse con sólo pensarlo.
También comentó que se pueden adaptar al robot brazos especiales para abrir y cerrar las llaves del gas y puertas, así como administrar medicamentos y realizar tareas que una persona hace en forma sencilla y automática, pero que para una persona desprovista de movimiento tienen alto grado de complejidad.
El científico del Politécnico refirió que el casco denominado EPOC –el cual es comercial- lee las ondas cerebrales o impulsos eléctricos del usuario mediante 14 electrodos colocados en puntos estratégicos de la cabeza. “Los electrodos poseen una cubierta de oro porque este metal posee excelentes propiedades conductoras y permite capturar de manera más nítida las ondas cerebrales de los patrones alfa, beta y gama”, agregó.
Mencionó que el casco tiene dos electrodos base que se ubican justo atrás de las orejas, los cuales son de referencia, debido a que cada uno de los otros 12 mide su diferencia de potencial eléctrico con relación a ellos; son voltajes muy pequeños y por eso se requiere muy buena conducción.
Refirió que “las señales cerebrales se capturan mediante estos electrodos que están conectados a una diadema colocada en la nuca del usuario, la cual tiene una etapa de pre procesamiento y acondicionamiento de señal, después se comunica vía bluetooth con la computadora.

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El adaptador bluetooth está conectado a un puerto USB y así se transmiten las señales que son capturadas y posteriormente analizadas mediante un software especial. Asimismo, en la pantalla de la computadora se aprecia el nivel de conducción de los electrodos con el propósito de monitorear una correcta conexión”.
Indicó que después de que el casco captura las ondas cerebrales, éstas llegan a la computadora para almacenarlas y luego de una fase de entrenamiento se  compararan para que el sistema las reconozca y sea posible ejecutar los diferentes movimientos.
“El usuario tiene una fase de entrenamiento durante la cual se coloca el casco y piensa en alguna actividad como empujar, jalar, girar o levantar. Al pensar en cada acción se genera un patrón de ondas cerebrales, el cual es capturado en la computadora y almacenado. Ese patrón sirve para hacer comparaciones posteriores, es decir, cada vez que el usuario se coloque el casco y piense en alguna de las acciones, el sistema compara los patrones generados en ese momento con los de la base de datos y el robot ejecuta la acción pensada”, expuso.
Sepúlveda Cervantes precisó que las ondas cerebrales se procesan mediante un software especial, aunque existen ciertas limitantes porque el casco tiene una arquitectura cerrada. Por ello, con el apoyo de colaboradores de la UPIITA, se desarrolla un casco con tecnología mexicana acorde a las necesidades de los proyectos.
Apuntó que las interfaces cerebro-computadoras pueden ser invasivas y no invasivas, las primeras se refieren a aquellas en las que se colocan electrodos directamente en el cerebro y las segundas a las que hacen mediciones externas. “Las mediciones que realizamos son de tipo no invasivo y endógenas, es decir, que la persona no requiere ningún estímulo externo porque ella misma evoca las señales a su cerebro cuando tiene la voluntad de hacerlo, es entonces cuando la interfaz captura la señal y el robot se mueve de acuerdo con la acción generada”, afirmó.
Entre los componentes del robot móvil se encuentran circuitos arduino y un hardware libre para la comunicación y control de las llantas, ya que la comunicación se realiza vía radiofrecuencia por medio de un módulo Xbee con la computadora. También se le adaptó un celular con sistema operativo android cuyo propósito es que la cámara obtenga la imagen de lo que está viendo el robot y la proyecte en la pantalla de la computadora vía Internet.
El investigador del CIDETEC refirió que en el afán de generar tecnología nacional de vanguardia, parte de su trabajo consiste en lograr que las 13 tesis de posgrado que dirige se relacionen. De tal forma que las distintas áreas en las que trabajan los estudiantes coincidan en puntos como visión por computadora, robótica, interfaces hápticas y simuladores, entre otros.
Mencionó que como parte del proyecto se han publicado dos artículos para congresos nacionales y dos para internacionales, además de un artículo científico que próximamente se publicará en una revista internacional.
Sepúlveda Cervantes señaló que próximamente se comenzará a trabajar con especialistas del Centro de Rehabilitación Infantil Teletón (CRIT) de la ciudad de Pachuca, Hidalgo, y se estableceré un proyecto enfocado a analizar -mediante el casco EPOC- deficiencias en las ondas y brindar terapia

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