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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en
México”
Electric Wheelchair
ITESM CCM
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Justificación
• Algunos usuarios de sillasde ruedas eléctricastienen problemas para operarlas con el joystick de forma convencional.
• Son aquellos usuarioscon tetraplejia, dolores enextremidades superiores, problemas de visión, entre otros.
Stephen Hawking
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Introducción
• Existen prototipos de sillas de ruedas inteligentes que incluyen diferentes sensores e interfaces de usuario.
• Así mismo, se han hecho investigaciones para determinar su localización, modelar su entorno y planear trayectorias.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Quickie P222-SE
• Es un modelo convencional operado por un joystick.
• El proceso de manipulación es muy intuitivo, se le pueden controlar la dirección y la velocidad.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Objetivo
Implementar interfaces alternativas para operar la silla de ruedas Quickie P222-SE.
Objetivos específicos
• Estudiar diferentes interfaces y prototipos de sillas de ruedas inteligentes.
• Implementar interfaces en la silla de ruedas.
• Probar las interfaces e indicar sus ventajas y desventajas.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Las interfaces implementadas
• Computadora/manual
• Interfaz de voz
• Interfaz con un Ipad
• Interfaz con la diadema Emotiv Epoch
• Navegación y evasión de obstáculos usando control difuso
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
El sistema propuesto
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Basic StampMicrocontroller
A01AO2
Serial port
Joystick
User Interface
NI-DAQ USB 6211
PING)))
Ultrasonic sensors
S1 S2
S3
Computer
Fuzzy controller
S4
Tilt sensor
Compass
sensor
Ipad Tablet Emotiv Epoch
Headset
Wi-Fi connectionBluethooth connection
Speech recognition
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Interfaz computadora/manual
• Es la forma principal de interactuar con el usuario.
• Muestra la lectura de los sensores
• Muestra otros modos de operación.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Interfaz de voz
• Utiliza el módulo EasyVR 2.0
• Reconoce comando básicos en español (“avanza”, “retrocede”, “izquierda”, “derecha”, “alto”)
• Es complicado para operar el sistema en sitios reducidos debido a las limitaciones del reconocimiento.
• Puede ser estresante para el paciente.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Interfaz de Ipad(NI data dashboard)
• La interfaz remotafunciona en un Ipad para dar órdenes simples a la silla (adelante, atrás, izquierda, derecha).
• Las limitaciones de estainterfaz son similares a las de reconocimiento de voz.
• La operación está basadaen una conexión Wi-Fi.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Diadema Emotiv Epoch
• Utiliza un giroscopio para guiar la silla con la orientación de la cabeza.
• Se utilizan dos canales: uno para dirección y otropara movimiento.
• Se conecta a un servidoren Matlab Simulink pormedio de Bluetooth.
Emotiv Epoch headset
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Controlador de lógica difusa
• Por las desventajas encontradas en las interfaces y para una operación mas segura, es importante contarcon un algoritmo de navegación segura.
• Se usa una estrategia de lógica difusa basada endistintas situaciones de navegación que ocurren enfunción de la distancia a la que se encuentran los objetos en el camino.
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Fuzzy Logic Controller D
MS1
S3S2
S4
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Conjuntos difusos
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0 20 30 40 5010
0.25
0.5
0.75
1.0
C – CloseF – FarF
S1/S2/S3/S4 [cm]
m(S1/S2/S3/S4)
C
B – BackwardN – NullF – Forward
04.4 5.75 8.03.5
0.25
0.5
0.75
1.0F
M [V]
m(M)
B N
7.04
b)
L – LeftZ – ZeroR – Right
04.4 5.75 8.03.5
0.25
0.5
0.75
1.0R
D [V]
m(D)
L Z
7.04
c)
a)
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Conjuntos difusos adaptables
• Para tener una navegación más eficiente, es deseable tener un control adaptable al entorno.
• Fuzzy Cluster Means (FCM) es una técnica para encontrar un agrupamiento óptimo de datos, de modo que se puedan ajustar los parámetros de los conjuntos difusos.
• La información acumulada se puede usar para determinar si la silla de ruedas se está moviendo en un área grande o pequeña.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Discusión
• Las interfaces propuestas podrían ayudar a un paciente a ser mas independiente.
• No existe una “mejor interfaz”, ya que cada paciente tiene diferentes necesidades.
• Las sillas de ruedas inteligentes combinan diferentes tecnologías con técnicas de navegación de robots móviles para tratar de ayudar a personas con discapacidades.
• Es complicado tener una interfaz ideal para cada discapacidad y para cada paciente.
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Trabajo futuro
• Diseñar un nuevo controlador que incluyasensores de inclinación y orientación.
• Implementar un controlador con conjuntos difusos ajustables y que sean adaptables al entorno de navegación.
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Fuzzy Logic Controller D (speed)
M (speed)
S1
S3S2
S4tilt
compass
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Video Silla de Ruedas
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Conclusiones
• Se hizo una revisión sobre tecnología usada en prototipos de sillas de ruedas.
• Se implementaron diferentes interfaces para operar una silla de ruedas eléctrica de forma alternativa al joystick convencional.
• Como trabajo futuro, es necesario integrar otras interfaces y hacer un sistema mas adaptativo.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en
México”
Programa para la rehabilitación de preescolares con
autismo mediante un aplicación Web para
tabletas y Robots
ITESM CCM
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Introducción
• El autismo:“Trastorno ligado a una biología y una química anormales en el cerebro asociadas a un desorden neuro-conductual y cognitivo” (Sonja, 2005)
• Alteraciones en (Cuadrado, 2005):• La interacción social (trastornos de relaciones sociales)
• La comunicación (verbal y no verbal)
• La capacidad simbólica (centros de interés restringidos y/o conductuales)
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
• Se está desarrollando un sistema integralque cuenta con un robot como asistentedel terapeuta en las terapias con niñosautistas y una aplicación para tabletas queincorpora herramientas para uso delterapeuta y actividades complementariaspara la rehabilitación del paciente
• La aplicación es capaz de:• La administración/registro de terapias y actividades
• Complementar las terapias con actividadesmultimedia
• Generación de reportes automáticos sobre laevolución del paciente
• Permitir la comunicación de los padres con losterapeutas de forma directa
• Conexión con el robot ATROS para las terapias
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Objetivos
• La aplicación web para tabletas es capaz de llevar un registro de las terapias y actividades en general que debe llevar por semana cada paciente.
• La aplicación posee actividades interactivas para los niños. Las actividades tienen como objetivo complementar la terapia tradicional al reforzar las funciones ejecutivas que consideren los terapeutas en los niños.
• El terapeuta podrá acceder a un concentrado de información con los resultados obtenidos en las actividades de cada niño y de la información obtenida por el robot ATROS.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Pantalla principal
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Aspectos neurológicos
• Las capacidades cognitivas involucran funciones cerebrales sofisticadas y únicas. Al conjunto de estas capacidades que sirven para realizar una acción meta se le llama “Función ejecutiva”
• Procesos cognitivos:• La memoria
• El lenguaje
• La percepción
• Solución de problemas
• La atención
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Orientación
Atención enfocada
Atención sostenida
Atención selectiva
Atención dividida
Atención alternada
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Actividades• La primera actividad desarrollada en la aplicación es
para reforzar específicamente la atención de los niños y, en conjunto con el robot ATROS, interpretar y entender las emociones a través de las expresiones faciales.
• La estructura de la primera actividad consta de 3 niveles de complejidad, que le enseñan al niño a identificar las emociones. Los niveles están divididos en subniveles que ponen a prueba los distintos niveles de atención del niño
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Actividades (Reconocimiento de emociones)• La actividad consiste en seleccionar una emoción objetivo de entre varias
caritas. En cada dificultad el tipo de carita cambia
• Fácil: smileys
• Medio: Rostro humanoide
• Difícil: Fotos de rostros humanos
• Con esto se pretende enseñar al niño a identificar las emociones.
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
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Robots y Autismo
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Conclusiones
• La creación de horarios de trabajos le permitirá al terapeuta un mejor control en las terapias y podrá planificar mejor las actividades a realizar.
• Las actividades planteadas permiten la rehabilitación de varias facetas del desarrollo del niño, lo que ofrece mayor flexibilidad al terapeuta para planear sus actividades.
• Sistema inteligente que modifica la cantidad de apoyos visuales dentro de la actividad para adaptarse a las capacidades de cada niño
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Congreso e-Salud: “Las TIEs y la Salud en México”
Trabajo futuro
• Inserción en un programa de rehabilitación• Convenio con el hospital ABC y el TELETON
• Más actividades para la rehabilitación de otras funciones ejecutivas
• Reporte automático basado en las estadísticas recopiladas por la aplicación
http://autism-atros.eu.pn/