Haptic interface based on tactile sensors for assistive devices
- Autores: Andrés Trujillo León
- Directores de la Tesis: Fernando Vidal Verdú (dir. tes.), Wael Bachta (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Málaga ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Rafael Jesús Navas González (presid.), Alberto Molina Cantero (secret.), Moustapha Hafez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Mecatrónica por la Universidad de Málaga
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RIUMA
- Resumen
Los países desarrollados deben hacer frente al creciente envejecimiento de su población. Un proceso de envejecimiento adecuado requiere capacidad funcional en las actividades del día a día. Así, las tecnologías de asistencia deben lidiar con uno de los principales problemas asociados con la edad: el deterioro de la movilidad. Los bastones y los andadores son prescritos para personas con movilidad reducida, pero aún con capacidad de andar. Sin embargo, hay un considerable número de personas en la tercera edad que necesitan otro tipo de ayuda. En este sentido, las sillas de ruedas eléctricas suponen un medio para el aumento de la participación y de la actividad de sus usuarios. Normalmente, estas sillas se conducen mediante un joystick alojado al final de uno de los reposabrazos. No obstante, este dispositivo no es adecuado para todo tipo de usuarios. Algunos de ellos lo encuentran difícil de usar y, para otros, su manejo no es posible y necesitan de la asistencia de otra persona (aquellos que padecen ciertas enfermedades del sistema nervioso, lesiones en la médula espinal, discapacidad mental, etc.). De esta manera, hay casos en que se requiere la ayuda de un cuidador que desplace la silla. Empujar una silla de ruedas de forma habitual produce distintos tipos de lesiones, por lo que es interesante que los asistentes o cuidadores también se beneficien de las ventajas de las sillas de ruedas eléctricas. En este caso, la solución más común consiste en otro joystick situado en la parte trasera de la silla. Como se ha apuntado anteriormente, este no es un dispositivo cómodo e intuitivo para muchos usuarios. Con respecto a la investigación, con frecuencia los dispositivos de asistencia propuestos basan su interfaz con el asistente en sensores de fuerza. Estos componentes son caros y suponen por tanto una barrera de cara a que el dispositivo llegue al mercado.
Considerando lo expuesto, el presente trabajo se dedica al desarrollo de un interfaz háptico para la asistencia completa de la conducción de sillas de ruedas eléctricas. Concretamente, se trata de un dispositivo con forma de manillar pensado para ser usado por los cuidadores como un manillar convencional. Está basado en sensores táctiles, que son una alternativa económica en interacciones hápticas hombre-máquina. Dos prototipos son propuestos, describiéndose la electrónica de adquisición desarrollada para los mismos. Además, se realiza una serie de experimentos dedicados al estudio de las particularidades del interfaz táctil. Como resultado de los anteriores, se propone un control basado en los patrones de fuerza en el manillar durante la conducción. El análisis de estos sirve para inferir la intención del usuario y los motores de la silla son activados en consecuencia. El sistema es evaluado formalmente en un experimento en el que, además, se compara con el común joystick de asistente. Tanto los datos de rendimiento como la percepción de los usuarios son positivos y superiores a aquellos obtenidos para el joystick. Los resultados sugieren que el manillar háptico es una propuesta viable para asistir a los cuidadores en la conducción de sillas de ruedas eléctricas de una forma intuitiva y sin esfuerzo.
Finalmente, la idea del interfaz desarrollado se extiende a otro dispositivo de asistencia como es el bastón. Se desarrolla un mango táctil y se acopla a un bastón instrumentado. Los experimentos muestran que el mango táctil puede proporcionar información acerca de la trayectoria del ángulo de inclinación y de la fuerza que ejerce el usuario sobre el bastón durante su uso. Ambos parámetros podrían ser útiles para la monitorización y la mejora de terapias de rehabilitación de, por ejemplo, pacientes que han sufrido un accidente cerebrovascular.
