Líneas de Trabajo: | Año: | 2012 | |||||
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Tipo de publicación: | Tesis de doctorado | Palabras clave: | interfaz cerebro-computadora, bci, realidad virtual, navegación, imaginación motora | ||||
Autores: | Velasco Álvarez, Francisco | ||||||
Universidad: | Universidad de Málaga | ||||||
BibTex: |
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Abstract: | Una Interfaz Cerebro-Computadora o BCI (Brain-Computer Interface) es un
sistema que permite que las personas controlen un elemento externo por medio de su
actividad cerebral exclusivamente, sin necesidad de realizar movimientos musculares.
Hay varios métodos para detectar esta actividad cerebral, siendo los más utilizados son
los ‘no invasivos’, es decir, los que se basan en el contacto superficial de electrodos en
el cuero cabelludo. El procesado de las señales generadas como consecuencia de
pensamientos voluntarios, como en los sistemas BCI basados en ‘ritmos sensomotores’,
sugiere que cuando una zona del cerebro ligada a una tarea de movimiento se activa
para ejecutar el movimiento, las señales registradas cambian sus características. La
propiedad más significativa de estas señales es su comportamiento cuando una persona
imagina el movimiento sin llegar a ejecutarlo, pues se provoca un efecto similar.
Los investigadores en este área trabajan para desarrollar diferentes aplicaciones
que permitan mejorar la calidad de vida de pacientes con severas discapacidades, para
quienes un sistema BCI puede representar un canal viable para interactuar con su
entorno. Esta Tesis centrará la atención en las aplicaciones orientadas a la movilidad
con una silla de ruedas motorizada. Antes de que alguien pueda usar una silla de ruedas
en una situación real, es necesario garantizar que se tiene el control suficiente para
evitar situaciones de riesgo. La realidad virtual es una herramienta adecuada para
proporcionar a los sujetos la posibilidad de entrenar y probar la aplicación en un entorno
seguro, es por ello que en esta Tesis la mayoría de los experimentos se llevó a cabo en
entornos virtuales.
Para permitir el control de una silla de ruedas virtual, varios paradigmas han sido
propuestos, con diferentes interfaces de control y número de comandos de navegación.
Un mayor número de comandos facilita el control de la silla de ruedas; sin embargo, se
ha demostrado que la mejor precisión en la clasificación se consigue cuando sólo dos
tareas mentales son discriminadas. En el tipo de aplicaciones que se están refiriendo,
cuyo objetivo es el control de una silla de ruedas, un error en la clasificación de una
tarea mental (lo que puede llevar a un comando erróneo), puede provocar situaciones
peligrosas; por tanto, es crucial garantizar que se minimiza la tasa de error de modo que
se provea de la máxima seguridad posible al usuario. Por ello, en esta Tesis se desarrolla
un paradigma de control que permite el control de la navegación usando tres o cuatro
comandos, basándose el sistema en la clasificación de únicamente dos tareas mentales.
Entre los sistemas BCI orientados a navegación, muchos tienen la limitación de
ser ‘síncronos’, es decir, la temporización del control viene regulada por el propio
sistema, de modo que el sujeto sólo puede interactuar con el entorno en ciertos
momentos indicados por dicho sistema. La tendencia actual en la investigación es dejar
a los sujetos que controlen esa temporización, ya que supone un modo más natural de
interacción. Estos sistemas son llamados ‘asíncronos’.
El objetivo de esta Tesis es estudiar diferentes paradigmas de control de un
sistema BCI asíncrono orientado a la navegación (en entornos virtuales y reales) que
puedan ser usados para controlar finalmente una silla de ruedas. Se busca que el control
del sujeto sea en cualquier dirección posible, con tal de conseguir una navegación libre,
al tiempo que sólo se utilice una tarea de imaginación de movimiento (discriminada
frente al estado de reposo) para ejercer dicho control, garantizando de este modo un
menor error en la clasificación. |
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Comentarios: | Director: Ricardo Ron Angevin |
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Texto completo: Tesis_VelascoAlvarez.pdf
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