Prototipo de prótesis de un brazo con 12 GDL controlada mediante ondas cerebrales

Abstract

En el presente proyecto de investigación se desarrolla y construye un prototipo de prótesis de un brazo con 12 Grados de libertad (GDL) controlada mediante las ondas cerebrales, este prototipo fue desarrollado partiendo del problema existente que enfrentan las personas discapacitadas físicamente debido a la pérdida de una extremidad por un accidente o trauma lo cual dificulta su estilo de vida. El proyecto cuenta con un sistema Brain-computer Interface (BCI) endógeno basado en el análisis de los Ritmos Sensoriomotores debido a variaciones de las ondas m (8-10 HZ) y b (14-26 HZ) al ejecutar un movimiento o imaginarlo para lo cual se diseñó una tarjeta de adquisición la cual permitió la captura y visualización de las señales para pasar por un pre-procesado mediante la implementación de filtros digitales con el objetivo de atenuar los ruidos y señales innecesarias presentes en las ondas cerebrales, una vez filtradas las señales se analizaron para identificar las características correspondientes a un patrón que revela un movimiento en concreto. Una vez extraídas las características estas se almacenan en un vector llamado vector de características para así clasificarlas entre una serie de patrones y así el clasificador tome la decisión de que movimiento debe realizar el prototipo, posteriormente se envía los datos necesarios para que el prototipo realice el movimiento. Se diseñó un prototipo que cuenta con 12 GDL lo que permite imitar los movimientos del brazo de una persona, para lo cual se consideraron los movimientos y rangos de movilidad de las articulaciones más importantes permitiendo emular los movimientos del brazo de una persona además se consideraron una serie de medidas antropomórficas (ciencia que determina las medidas del cuerpo humano), dando al prototipo una aproximación de un brazo de una persona. Abstract In this research project, a prototype is developed and constructed One-arm prosthesis with 12 degrees of freedom (GDL) controlled by the Brain waves, this prototype was developed from the existing problem faced by physically disabled people due to a loss of limb from an accident or trauma which makes their lifestyle difficult. The project has an endogenous Brain-computer Interface (BCI) based system In the analysis of the Sensoriomotor Rhythms due to variations of the m (8- 10 HZ) and b (13-8 HZ) when executing a movement or imaging for which an acquisition card was designed which allowed the capture and visualization of the signals to pass through a pre-processed by the implementation of digital filters with the Objective of attenuating the noise and unnecessary signals present in the brain waves, once filtered the signals were analyzed to identify the characteristics corresponding to a pattern that reveals a concrete movement. Once extracted the characteristics these are stored in a vector called vector Of characteristics so as to classify them among a series of patterns and thus the classifier Make the decision of which movement to make the prototype, later A control signal is sent for the prototype to perform the movement. It was designed a prototype that counts with 12 GDL which allows to imitate the movements The arm of a person, for which the movements and Ranges of mobility of the most important joints allowing to emulate the Movements of a person’s arm were also considered a series of measures Anthropomorphic (science that determines the measurements of the human body), giving the Prototype an approximation of an arm of a person.