* Se pretende que los dispositivos cuenten con comunicación
inalámbrica, a fin de acercarse más a sus futuros usos y aplicaciones; la
concepción tiene un objetivo preliminar: construir una prótesis que pueda ser
manipulada por medio de este mecanismo
 |
| El proyecto está enfocado en los pulsos del antebrazo, se busca ampliar la investigación hacia señales de algunos otros músculos del cuerpo. Fotos FES Cuautitlán |
FES Cuautitlán | viernes 5 de agosto de 2016
Uno de los fines de la tecnología es disminuir las
dificultades con las que el hombre se enfrenta a sus actividades diarias, de
modo que la generación de elementos que satisfagan dicho propósito es pilar de
su contribución al mundo. Éste es el motivo de que el proyecto “Desarrollo de
sistemas robotizados como vehículos teledirigidos e interfaces humano-máquina
controladas por señales bioeléctricas”, encabezado por el doctor David Tinoco
Varela, sea una solución a futuro para diferentes sectores de la población.
El proyecto surgió hace aproximadamente un año en la
Facultad, con el objetivo de desarrollar interfaces humano-máquina más
naturales para quien utilice algún tipo de dispositivo electrónico para un fin
determinado, ya que si bien existen en el mercado una gran variedad de
interfaces, éstas requieren de algún elemento externo que establezca
comunicación remota, por ejemplo los controles de los televisores.
Por esto mismo, el proyecto que se gesta en la FES
Cuautitlán busca que futuras aplicaciones sean controladas mediante señales
bioeléctricas generadas por diferentes partes del cuerpo humano, para que de
esta manera un individuo maneje o manipule un dispositivo electrónico que
cuente con este sistema de reconocimiento, entre éstos: prótesis humanas,
vehículos teledirigidos o sillas de ruedas computarizadas.
Uso de las señales
bioeléctricas
Para solucionar la necesidad de redefinir las interacciones
humano-máquina contribuyendo a la practicidad de los dispositivos de la
actualidad, este equipo de ingenieros trabaja en el procesamiento de las
señales bioeléctricas del cuerpo, en específico de tres músculos del antebrazo,
con el fin de que, a través de ellas, un dispositivo realice sus respectivas
tareas de acuerdo a los movimientos y patrones que se le hayan programado.
Esto constituye un primer gran paso del proyecto, puesto que
un mayor o menor grado de naturalidad de la interfaz humano-máquina depende en
su totalidad de la recepción de este tipo de señales. “Se busca que no se
dependa de algún dispositivo externo, sino que simplemente con el movimiento o
con un impulso eléctrico de tu propio cuerpo puedas tener el control o la
facilidad de modificar, monitorizar o controlar”, aseguró el doctor Tinoco
Varela.
No obstante, como el propio grupo lo comenta, cada cuerpo
humano presenta matices en cuanto a los pulsos bioeléctricos; encontrar
patrones, pues, se convierte en uno más de los puntos clave de la
investigación. Para ello, se parte del concepto de redes neuronales, principal
sustento teórico de este proyecto.
Redes neuronales,
base del proyecto
El proyecto tiene como base fundamental las redes
neuronales, cuya principal función es la separación y categorización de las
señales, o pulsos bioeléctricos, obtenidos durante el proceso. Dicho concepto
permite que cada uno de los datos recopilados sea reconocido bajo un estándar,
es decir, las redes neuronales consiguen organizarlos con base en un común
denominador.
 |
| Las diferentes señales bioeléctricas obtenidas hasta el momento pertenecen al equipo de trabajo que colabora en el proyecto. |
Lo anterior permitirá que los dispositivos en los que se
busca una mejora de la interfaz humano-máquina puedan reconocer la información
y aprender de los movimientos, independientemente de las variaciones entre cada
individuo. “La fuerza —de cada individuo— cambia, pero respetan un patrón, y
las redes neuronales analizan ese patrón”, comentó el doctor Tinoco al
respecto.
En contexto, explicó que este procedimiento se fundamenta en
el funcionamiento natural de las neuronas de los individuos, las cuales
establecen mayores conexiones a partir del aprendizaje y conocimientos de cada
persona; las redes neuronales, por tanto, reconocen dichas situaciones y las
organizan bajo un estándar, aprendiendo.
El funcionamiento de dicho concepto es llevado a la
tecnología, convirtiéndose en objeto de estos especialistas: “una red neuronal
artificial es un modelo computacional, electrónico o matemático que trata de
emular el aprendizaje que se lleva a cabo dentro del cerebro humano”, de manera
que se identifica el elemento común de los datos sin importar la diversidad que
éstos puedan tener.
Los robots que reconocen los pulsos bioeléctricos y que son utilizados en la investigación mejorarán posteriormente.
“Mientras más entrenamiento y más patrones de ingreso se
tenga, se puede obtener un mejor resultado”. Así, los datos obtenidos adquieren
una estandarización para que cualquier individuo haga uso de un dispositivo,
proceso que se lleva a cabo mediante una interfaz entre una computadora y un
microcontrolador.
Las etapas de la
investigación
El proyecto consta de varias etapas: la primera, identificar
los impulsos bioeléctricos para que el dispositivo implementado los reconozca y
ejecute determinada acción; la segunda, establecer las redes neuronales para
generalizar el conjunto de datos obtenidos en la primera parte; por último, se
busca tener el control total de algún dispositivo, mediante las señales
bioeléctricas, y trasladar el mecanismo a otros medios electrónicos.
“El primer logro era hacer que funcionara, que hubiera una
respuesta en función del impulso”, destaca todo el equipo de trabajo, proceso
en el que utilizan algunos robots creados por ellos mismos simulando los
dispositivos empleados en el futuro; las pruebas se realizan con un brazo y un
vehículo, funcionando vía cable a través de impulsos bioeléctricos.
Sin embargo, dados los avances tecnológicos de nuestros
días, se pretende que los dispositivos cuenten con comunicación inalámbrica, a
fin de acercarse más a los futuros usos y aplicaciones de su proyecto, pues se
lograría un intercambio de datos a distancia. El proyecto tiene un objetivo
preliminar: construir una prótesis que pueda ser manipulada por medio de este
mecanismo.
El equipo de trabajo que colabora en el proyecto: César Alberto Pérez Domínguez, Rodrigo Rodríguez Corro, Jonathan Jesús Aguilar Rodríguez, Esteban García Sánchez, Eduardo Aguirre Gálvez, dirigidos por el doctor David Tinoco Varela, profesor e investigador de la FES Cuautitlán.
Relevancia del
proyecto: aplicaciones
En esencia, el uso que estaría por dársele a estas mejoras
en la interfaz humano-máquina, logrado por medio de señales bioeléctricas
humanas, conlleva un importante beneficio a la población en la medida del
impacto multifactorial de las aplicaciones. El desarrollo de una prótesis humana,
por ejemplo, es una manera particular de solucionar la vida de quien lo
necesite, como el mismo equipo de trabajo lo reconoce; de hecho, este es el
primer producto final del proyecto.
Asimismo, el sistema permitirá contribuir en diferentes
ámbitos de la sociedad, como el médico, el industrial, operaciones de rescate
(para lo cual se trabajará en la inteligencia artificial, específicamente, en
el reconocimiento de imágenes) o para fines de entretenimiento. Ante todo ello,
y luego de un mayor desarrollo en la investigación, se busca ofrecer al sector
público o privado este trabajo para su perfeccionamiento y mejor alcance.
En el proyecto colaboran egresados y alumnos de las carreras
de ITSE, IME e Informática de la Facultad, César Alberto Pérez Domínguez, Rodrigo
Rodríguez Corro, Jonathan Jesús Aguilar Rodríguez, Esteban García Sánchez,
Eduardo Aguirre Gálvez, dirigidos por el doctor Tinoco Varela, profesor e
investigador de la FES Cuautitlán
Publicar un comentario Blogger Facebook