Revista Iberoamericana de Automática e Informática - Vol 08, No 2 (2011)

Tabla de contenidos

Presentación

Nota de Redacción

Artículos

Interfaces y Sistemas en Rehabilitación y Compensación Funcional para la Autonomía Personal y la Terapia Clínica
Sistema de Teleoperación Multi-Robot Basado en Interfaz Cerebro-Computador
Interfaz Multimodal para un Asistente Robótico Quirúrgico: Uso de Reconocimiento de Maniobras Quirúrgicas
Evaluación de la Función Neuromuscular del Antebrazo Durante Contracciones Isométricas Mediante Electromiografía de Superficie Multicanal
Síntesis Genética de Mecanismos para Aplicaciones en Prótesis de Miembro Inferior
Simulador de Deficiencias Auditivas
Robot Biocooperativo con Modulación Háptica para Tareas de Neurorehabilitación de los Miembros Superiores
Filtrado Adaptativo de Componentes Involuntarias en Marcha Asistida por Andador para Detección de Intenciones
Navegación Autónoma Asistida Basada en SLAM para una Silla de Ruedas Robotizada en Entornos Restringidos
Metodología para la Creación de una Interfaz Cerebro-Computador Aplicada a la Identificación de la Intención de Movimiento
Interfaz Cerebral no Invasiva Basada en Potenciales Evocados para el Control de un Brazo Robot
Control Predictivo por Desacoplo con Compensación de Perturbaciones para el Benchmark de Control 2009-2010

Secciones Fijas

Libros y Monografías
Opinión y Noticias
Memorias de la Automática
Terminología
Resúmenes en Inglés - English Abstracts

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Metodología para la Creación de una Interfaz Cerebro-Computador Aplicada a la Identificación de la Intención de Movimiento
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) del Castillo, Mª D.; Serrano, J. I.; Ibáñez, J.; Barrios, L. J.; European Commission; Ministerio de Educación y Ciencia
[EN] BCIs provide a channel for sending commands to the external environment by using electrophysiological measurements recording brain activity. The algorithm transforming the input signal into the output commands and the method used to extract the signal features for the algorithm are the key components for an optimum behaviour of the BCI. This paper presents a machine learning- based method to select these features and a classifier algorithm for building a predictive model from the EEg signal of patients with tremor. This model analyses and classifies the signal in a continous, asynchronous and adaptive way finding to identify the patient movement intention in order for a control system to cancel the tremor during the movement execution.
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Navegación Autónoma Asistida Basada en SLAM para una Silla de Ruedas Robotizada en Entornos Restringidos
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Auat Cheein, Fernando A.; De la Cruz, Celso; Carelli, Ricardo; Bastos Filho, Teodiano; Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Argentina; Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo, Brasil
[ES] En este trabajo se presenta una interfaz especialmente diseñada para la navegación de una silla de ruedas robotizada dentro de entornos restringidos. El funcionamiento de la interfaz se rige por dos modos: un modo autónomo y un modo no-autónomo. El manejo no-autónomo de la interfaz de la silla de ruedas se realiza por medio de un joystick adecuado a las capacidades del paciente el cual gobierna el movimiento del vehículo dentro del ambiente. El modo autónomo de la silla de ruedas se ejecuta cuando el usuario tiene que girar un determinado ángulo dentro del ambiente. La estrategia de giro se ejecuta mediante un algoritmo de maniobrabilidad compatible con la cinemática del vehículo y mediante el uso del algoritmo de SLAM (por sus siglas en inglés de Simultaneous Localization and Mapping). El modo autónomo se compone de dos módulos: un módulo de planificación de caminos y un módulo de control. El módulo de planificación de caminos usa la información del mapa provista por el algoritmo de SLAM para trazar un camino seguro y compatible con la silla de ruedas, que le permita al vehículo alcanzar la orientación deseada. El módulo de control gobierna el movimiento del vehículo en el seguimiento del camino trazado mediante un controlador de seguimiento de trayectorias. Las referencias del controlador son actualizadas mediante la estimación de la postura de la silla de ruedas dentro del ambiente, obtenida por el algoritmo de SLAM. Acompañan a este trabajo resultados experimentales utilizando una silla de ruedas robotizada real.
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Síntesis Genética de Mecanismos para Aplicaciones en Prótesis de Miembro Inferior
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Merchán, E.A.; Lugo González, E.; Ramírez Gordillo, J.; Rodríguez Cañizo, R.G.; Sandoval Pineda, J.; Hernández Gómez, L.H.; Instituto Politécnico Nacional, México; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, México
[EN] The synthesis of planar mechanism represents an attractive problem to be solved using evolutionary techniques as it involves an underdetermined nonlinear set of equations that grow in number as more precision points are defined to describe the desired trajectory of the coupler. This paper presents a Genetic Algorithm (GA) based approach for optimisation of the kinematical synthesis of a 6-bar Watt type mechanism for prosthetic knee applications. The desired trajectory to be described by the coupler corresponds to the trajectory of the knee during a normal gait cycle. The generated trajectory illustrates how it naturally evolves from an erratic solution to a smooth fitted curve.
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Sistema de Teleoperación Multi-Robot Basado en Interfaz Cerebro-Computador
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Escolano, Carlos; Mínguez, Javier; Ministerio de Ciencia e Innovación
[EN] This paper reports multi-robot teleoperation system based on a brain-computer interface, which allows the user to control simultaneously a non-predefined number of robots via internet, only by brain activity. These devices are oriented to people with severe neuromuscular disabilities, providing them telepresence with a interaction mode based on their thoughts. This work is an extension of a teleoperation system which has been improved to support the teleoperation of N robots, and that uses small and portable robots (of two orders of dimension below the original). The brain-computer interface is based on EEG with a P300-based protocol of control, and the robots are able to navigate, interact by sending alarms, and visually perceive the environments. The system has been validated with two healthy users and the main result is that all of them were able to successfully solve the proposed tasks with no failures, which demonstrates the validity and high robustness of the prototype.
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Terminología
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) de Pedro, Teresa
[ES] En el artículo se repasan las listas de expresiones clave de la IFAC, IEEE,ACM y AMS con referencia a la expresión "direcciones de memoria", y se da su traducción.
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Resúmenes en Inglés
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial
[ES] Resúmenes en inglés de todos los artículos que conforman el Vol 08, No 2 de la revista.
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Nota de Redacción
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Albertos Pérez, Pedro
[ES] Este es un número especial dedicado a “Interfaces y Sistemas en Rehabilitación y Compensación Funcional para la Autonomía Personal y la Terapia Clínica”. Los artículos seleccionados y que abarcan desde aspectos más conocidos, como la teleoperación o el guiado automático de sillas de ruedas, a temas de indudable actualidad y futuro como son las interfaces cerebro-máquina o las prótesis para potenciar y reactivar la actividad de los miembros y de los sensores humanos.
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Interfaz Cerebral no Invasiva Basada en Potenciales Evocados para el Control de un Brazo Robot
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Sirvent, J. L.; Azorín, J. M.; Iáñez, Eduardo; Úbeda, Andrés; Fernández, Eduardo; Ministerio de Ciencia e Innovación; Generalitat Valenciana
[ES] El presente artículo describe una interfaz cerebro-computador (BCI: Brain-Computer Interface) que permite gobernar un brazo robótico. El sistema emplea señales electroencefalográficas (EEG) captadas por 16 electrodos para controlar el robot mediante potenciales evocados visuales, concretamente a través del paradigma P300 y N2PC. De esta manera, usando estímulos visuales, el usuario es capaz de controlar el movimiento del robot, centrando su atención en las diferentes opciones que se le muestran en una pantalla. El sistema ha sido validado de forma satisfactoria por tres usuarios sanos, cada uno de los cuales realizó diversas tareas de agarre y colocación de objetos controlando un brazo robot de 6 grados de libertad.
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Evaluación de la Función Neuromuscular del Antebrazo Durante Contracciones Isométricas Mediante Electromiografía de Superficie Multicanal
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Rojas, Mónica; García, Michelle; Alonso, J. F.; Marín, Jesús; Mañanas, Miguel Ángel; Ministerio de Ciencia e Innovación
[EN] An experimental protocol has been designed with specific exercises and the study of forearm muscles which are related with repetitive effort disorders (RED) and myalgia . The analysis and results obtained in a control group by multichannel surface electromyography (EMG) have validated this technique in order to be applied in patients such as diagnosis help or assessment of muscles changes during rehabilitation processes. Variables of interest from EMG signals have been defined and calculated during the protocol resulting repetitive. Multichannel surface EMG has permitted to obtain activation pattern of three extensor muscles and one flexor during fingers isometric flexion and to obtain the dependence on the pressure developed by different fingers which will be very interesting in the monitoring of myalgia in pianist musicians. Thanks to the electrodes matrices, muscle fatigue of the flexor and one extensor have been detected along endurance exercises. Finally, this non-invasive technique has been validated in exercises associates with RED and forearm muscles by detecting propagating action potentials with a good estimation of conduction velocity and, thus, permitting to obtain reliable data and information of muscle patterns.
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Robot Biocooperativo con Modulación Háptica para Tareas de Neurorehabilitación de los Miembros Superiores
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Rodriguez-Guerrero, C.; Fraile, J.C.; Pérez-Turiel, J.; Rivera Farina, P.; Ministerio de Ciencia e Innovación; Junta de Castilla y León
[ES] Los robots biocooperativos pueden mejorar las terapias tradicionales de rehabilitación proporcionando al paciente la asistencia adecuada en el instante adecuado. Distintos pacientes necesitan diferentes niveles de asistencia por parte del robot. Por ello, es muy interesante poder analizar el estado del paciente para, a partir de este análisis, determinar el grado de asistencia que el robot de rehabilitación debe proporcionarle.En este artículo se presenta un novedoso método de rehabilitación para pacientes con discapacidad en los miembros superiores, que incluye las señales fisiológicas del paciente en el lazo de realimentación del control del robot de rehabilitación. Esto permite que el robot se “adapte” a las necesidades de cada paciente, regulando dinámicamente la cantidad de asistencia/resistencia de cada terapia, en función de los valores de las señales fisiológicas del paciente, que se miden y procesan “on-line”, mientras el paciente ejecuta las actividades de rehabilitación asistido por el robot. De esta forma, se conjuga la intensidad de la terapia con el estado de salud del paciente, pudiendo detectar y corregir (variando la intensidad de la actividad realizada), situaciones de estrés y ansiedad en el paciente, que podrían comprometer el resultado del programa de rehabilitación planificado.
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Interfaces y Sistemas en Rehabilitación y Compensación Funcional para la Autonomía Personal y la Terapia Clínica
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Ceres, Ramón; Mañanas, M. A.; Azorín, J. M.; Ministerio de Ciencia e Innovación
[ES] La Bioingeniería constituye un área de trabajo e investigación multidisciplinar entre las ingenierías y la medicina que resulta de un interés humano, social y económico creciente. La automática en particular, en sus aspectos de percepción, modelado, control, monitorización, actuación e interacción, entre otros, ofrece importantes conocimientos y herramientas para abordar los problemas relacionados con el diagnóstico y el seguimiento de patologías, con las necesidades funcionales especiales e igualmente con las diferentes terapias a aplicar. Este tutorial presenta aspectos relacionados con el estado del arte y últimos avances en los siguientes campos: Interfaces para la interacción y comunicación de personas con discapacidad, robótica para la rehabilitación y compensación funcional, y sistemas para la mejora de la terapia clínica.
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Memorias de la Automática
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Verde Rodarte, Cristina
[ES] La Dra. Cristina Verde que nos presenta la “Historia del Control Automático en México”. Fiel a su ámbito iberoamericano RIAI quiere ir incorporando a estas “memorias” los recuerdos y vivencias de cómo se inició y consolidó en los distintos países iberoamericanos el Control Automático como disciplina científica.
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Filtrado Adaptativo de Componentes Involuntarias en Marcha Asistida por Andador para Detección de Intenciones
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Frizera, A.; Ceres, R.; Pons, J. L.; Ministerio de Educación y Ciencia
[EN] The advances in technology have allowed the use of sensors, processors and actuators in the context of the mobility assistive devices for disabled people, improving their usability and safety. Considering walkers, the introduction of such technologies has created a group of devices called Smart Walkers. Among other devices, in the Bioengineering Group at CSIC, a smart walker was developed in the framework of the Simbiosis Project. This work presents a method of adaptive filtering designed for the suppression of involuntary force components from the interaction forces between user’s upper limbs and walker. This process is based on the selective attenuation of components related to the user’s trunk oscillations in assisted gait. For that purpose, gait cadence is estimated in real-time from a ultrasonic measurement system using the Weighted-Frequency Fourier Linear Combiner (WFLC). The cadence is, then, used to adjust a adaptive notch filter buld upon the Fourier Linear Combiner (FLC) algorithm, that filters in real-time the force data acquired by the sensors installed on the device’s handles. The proposed methodology offered a real-time cancelation of about 80% of the forces components’ energy at the desired frequencies. The output of the presented algorithm will be used as inputs for the controller that will be designed to command the motorized walker.
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Simulador de Deficiencias Auditivas
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Uriz, A.; Agüero, P.; Denk, F.; Tulli, J.; González, E.; Castiñeira, J.
[EN] The audio compression standard for high-quality MPEG is a standard developed to compress signals without losing relevant information. In particular, the MPEG-1 Audio Layer III is based on Psychoacoustic Model I. Throughout this paper a system that exploits the characteristics of the perceptual model to simulate different types of hearing impairment based on the curves representing the threshold of hearing of the ear as a function of frequency. Subjective and objective experiments are made in order to analyze the performance of the simulator with some types of hearing impairment.
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Interfaz Multimodal para un Asistente Robótico Quirúrgico: Uso de Reconocimiento de Maniobras Quirúrgicas
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Estebañez, Belén; del Saz-Orozco, Pablo; García-Morales, Isabel; Muñoz, Víctor F.
[EN] This paper proposes a methodology for the recognition of surgical maneuvers in laparoscopic surgical interventions. The aim is to create an interface between the surgeon and a surgical robotic assistant for two arms of minimally invasive surgery procedures. The proposed interface receives information about the positioning of surgical tools of the surgeon using 3D sensors and the recognition system facilitates the current maneuver is completed. Therefore, the recognition system maneuvers that supports this interface requires a library of models of maneuvers to work. The models chosen to represent the surgical maneuvers are Hidden Markov Models. To validate the proposed methodology, we have developed a series of in-vitro experiments.
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Opinión y Noticias
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Morilla, Fernando
[ES] En el artículo se dan diversas noticias, como la celebración del el Curso-Taller CEA “Nuevas Posibilidades de Desarrollo en EJS”, la del VII Simposio de Control Inteligente, o la del 3er Simposio CEA de Bioingeniería 2011/Redes REDINBIO y RETADIM, entre otras.
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Control Predictivo por Desacoplo con Compensación de Perturbaciones para el Benchmark de Control 2009-2010
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Fernández, I.; Rodríguez, C.; Guzman, J. L.; Berenguel, M.; Ministerio de Educación; Ministerio de Educación y Ciencia
[ES] Este artículo presenta la metodología utilizada para abordar los problemas de modelado y control de una caldera industrial propuesta en el benchmark de ingeniería de control de 2009-2010. La estrategia de control resultante se basa en una combinación de varios algoritmos de control predictivo generalizado monovariables con compensación por desacoplo para la interacciones entre variables y uso externo de compensadores por adelanto para el rechazo de perturbaciones medibles. Además, se presenta el diseño de diversos filtros, internos e externos al algoritmo de control predictivo, para aumentar la robustez del algoritmo de control y mejorar la atenuación del ruido en las señales.
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Presentación
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) de Prada, C.
[ES] En el artículo se analizan las repercusiones del Decreto-Ley sobre los estudios de Doctorado en España de 2011.
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Libros y Monografías
(Universitat Politècnica de València, 2011-04-08) Cipriano, Aldo
[ES] Sin resumen

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