Sillas de ruedas con interfaz cerebro-computadora

Silla de ruedas con interfaz cerebro-computadora

Un nuevo método de sillas de ruedas controladas por el cerebro humano alcanzará el 99% de fiabilidad de manejo.

Un estudio realizado por investigadores portugueses, y publicado por el diario IEEE Sistemas Humano-máquina, demostró por primera vez que es posible tener una confiabilidad de casi 100% en el interfaz cerebro-computadora para el manejo de silles de ruedas. Esto, cabe agregar, sin imponer una carga mental alta al usuario.

Gabriel Pires, investigador del Instituto de Sistemas y Robótica de la Universidad de Coimbra y coautor del estudio presente, explica: “Un interfaz cerebro-computadora (o BCI, por sus siglas en inglés), es una vía de comunicación directa entre un cerebro cableado y un dispositivo externo que posibilita el envío de datos mediante impulsos cerebrales. No es, entonces, necesario el uso de actividad muscular. Estos interfaces tienen muchas aplicaciones clínicas y no clínicas, incluyendo sillas motorizadas de ruedas”.

Aquellas personas que sufren de los impedimentos motrices más severos no pueden controlar los interfaces tradicionales en sillas motorizadas, que requieren de movimiento muscular, así que los interfaces BCI ofrecen una solución adecuada. Comúnmente, una silla de ruedas con BCI funciona empleando el interfaz a la manera de los electrodos de un electroencefalograma: Se adhieren en la cabeza del usuario, cuyos impulsos neurales controlarán los movimientos de la silla.

Controlar una silla de ruedas robótica mediante BCI es una labor ardua, aclararon los autores, porque la velocidad de transmisión del interfaz es muy baja, y su confiabilidad suele ser limitada. La operación del sistema requere atención y concentración continuas, lo que conlleva agotamiento mental y físico en el usuario. “El uso de BCI en escenarios habituales todavía no es una realidad, en general está confinado a experimentos y ambientes controlados en el laboratorio. Uno de los obstáculos principales es alcanzar una alta confiabilidad y precisión”, dijo Pires.

Si los frenos de un automóvil, por ejemplo, sólo funcionan perfectamente 90% del tiempo, pero el otro 10% se dilatan 10 segundos en accionarse, cualquier persona diría que ese carro es demasiado peligroso. Lo mismo sucede con sillas de ruedas controladas por BCI, que aparte requieren de un nivel de concentración alto para funcionar. Los autores del estudio, sin embargo, parecen haber avanzado en la resolución de este problema. La confiabilidad de sillas de ruedas controladas por BCI aumenta sobremanera si se integra un sistema asistente de navegación para percibir su entorno y realizar movimientos correctivos de forma autónoma.

Esta combinación entre la intención del usuario y la navegación influida por información ha sido llamada “control de colaboración”. El estudio reclutó a siete participantes no discapacitados y a seis participantes con deficiencias motrices severas. Todos los participantes navegaron tres caminos diferentes utilizando la silla de ruedas robótica y se desplazaron a través de obstáculos como pasos estrechos, corredores, objetos estorbosos, etc. La cifra mínima de decisiones direccionales que tuvieron que tomar los participantes para llegar a la meta fue de cinco. Cada participante, además, tuvo una sesión para calibrar la silla y familiarizarse con el sistema.

 

Silla de ruedas motorizada, operada mediante un interfaz cerebro-computadora
Silla de ruedas motorizada, operada mediante un interfaz cerebro-computadora

El proceso más exitoso para los participantes, en general, fue la combinación de encontrar un ritmo propio, control ajustado al tiempo y control de colaboración. Antes de activar el control de colaboración, los participantes sin discapacidades gozaron de una precisión promedio del 95.8% y el otro grupo de 93.7%. La adición del control de colaboración al sistema aumentó la precisión global por arriba del 99%, para ambos grupos.

La tecnología, dicen los autores, no está lista para ser usada comercialmente, pero el estudio es un paso importante para lograrlo en un futuro próximo.

 

Autora: Beth Newhart

Fuentes: Nuevo sistema para controlar sillas de ruedas mediante BCI

BCI con un control de colaboración para conducir con más fidelidad una silla de ruedas

Traducción: IIEH

 

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