Proyecto Roujin: Entorno experimental para pruebas de control con señales bioeléctricas

Alquézar Baeta, Carlos
González Bedia, Manuel (dir.) ; Serón Arbeloa, Francisco José (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2015
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Lenguajes y Sistemas Informáticos

Ingeniero en Informática

Resumen: La rehabilitación de pacientes que han sufrido un accidente cerebrovascular y que arrastran secuelas como parálisis de miembros o hemiplejias, resulta un proceso largo y costoso, donde los fisioterapeutas, a base de ejercicios y entrenamiento, intentan que el paciente "reaprenda" las funciones motoras que ha perdido. Actualmente se está investigando cómo aprovechar el gran avance que se ha producido en los últimos años en el campo de tratamiento de señales bioeléctricas como el electromiograma (EMG, actividad bioeléctrica muscular) o el electroencefalograma (EEG, actividad bioeléctrica del cerebro), para desarrollar novedosas técnicas de rehabilitación, estableciendo nuevos canales de comunicación con el paciente, y ver hasta que grado esto puede ayudar en la recuperación. Por esta razón nace el Proyecto Roujin, contexto de este PFC. Este proyecto es una iniciativa estudiantil para el desarrollo de un exoesqueleto orientado a rehabilitación, de bajo coste, controlado por señales bioeléctricas. Este PFC pretende ser una base a medio-largo plazo dentro del Proyecto Roujin, estableciendo las bases conceptuales y metodológicas, y proporcionando un entorno experimental, de bajo coste, en el que se puedan testear e implementar técnicas de control motor a través de señales bioeléctricas. Dicho entorno experimental constará de: (1) un brazo robótico humanoide fabricado con tecnología de impresión 3D; (2) una placa de adquisición de señal EMG; (3) una base de datos de 109 sujetos con más de 1500 registros de EEG; (4) un conjunto de módulos software basados en Matlab que permitirán realizar pruebas de registro, control y evaluación entre las señales bioeléctricas y el brazo robótico. En este trabajo se trazarán dos líneas de desarrollo. Por un lado, se construirá el brazo robótico, se integrará con la placa de adquisición de señal, se implementarán los módulos de registro y control del sistema, y se procederá a evaluar el control del brazo robótico con la señal electromiográfica del antebrazo derecho de varios sujetos. Por otro lado, se procederá a la evaluación del control del brazo robótico con señal cerebral (EEG) mediante dos técnicas de clasificación: Mapas Auto-Organizados y Análisis Discrimintante Lineal. Para ello, se definirán e implementarán las etapas de filtrado de señal, extracción de características y entrenamiento de los clasificadores, y se procederá a la evaluación de los mismos mediante la técnica de validación cruzada aleatoria. Por último se presentará una discusión de éstos resultados.

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera