Megaproyecto ANIMA.

Abstract

El Megaproyecto ANIMA tiene como objetivo comparar tres diferentes métodos no convencionales para controlar un brazo robótico. El objetivo principal de este megaproyecto consiste en desarrollar y comparar tres métodos no convencionales de interfaz humano-máquina para el control de robots. Para lograr esto, se desarrollaron tres métodos para el control de un brazo robótico industrial, utilizando señales bioeléctricas generadas por los ojos y el cerebro. Este trabajo de investigación presenta un informe consolidado de los cuatro módulos que componen al proyecto: Módulo motriz, Módulo Mental, Módulo Ocular, Módulo planificación. El módulo motriz tiene como objetivos lograr la obtención de señales de electroencefalograma (EEG) producidas por movimientos corporales, el envío y procesamiento de las señales utilizando un micro-controlador y una computadora, y finalmente realizar movimientos pre-programados. El módulo mental o módulo de PRE (Potenciales Relacionados a Eventos) utiliza una gorra de electrodos y hace uso del diseño e implementación de los circuitos impresos (PCB) disponibles en la página del Open EEG Project, proyecto que proporciona hardware libre para obtener señales cerebrales; las señales cerebrales digitalizadas se analizan por medio de transformadas de Fourier. El módulo ocular de dicho proyecto, el cual consiste en la obtención, amplificación, normalización, filtrado, análisis e interpretación de las señales eléctricas producidas por el movimiento de los ojos, para determinar su posición y manipular el brazo robótico de acuerdo al movimiento de los mismos. Se hace uso de una técnica llamada electrooculografía, que consiste en utilizar electrodos ubicados en la periferia de los ojos para registrar las señales eléctricas. El módulo de planificación se centra realizar una gestión adecuada los recursos disponibles para lograr el objetivo del Megaproyecto. Estos recursos son de carácter humano, monetario, herramientas y maquinaria, suministros y el más importante: el tiempo. Los resultados principales del módulo motriz fueron la obtención de señales cerebrales y la capacidad de amplificar y filtrar las señales eléctricas que se reciben de los electrodos posicionados en el cuero cabelludo y creó un programa que envía comandos al robot R17 según los resultados obtenidos del procesamiento de las señales. El módulo de Potenciales Relacionados a Eventos hizo uso del modulador EEG, un dispositivo de hardware abierto para monitorear señales cerebrales. Las señales cerebrales fueron obtenidas por medio de electroencefalografía utilizando una gorra de electrodos obedeciendo el sistema internacional de posicionamiento SI 10-20. Las señales obtenidas son procesadas por medio de una transformada rápida de Fourier en un microcontrolador y luego analizadas en software según la contribución de ondas alfa. Se identificaron patrones de concentración para emitir señales de control al brazo robótico, realizando una de cuatro rutinas definidas. El módulo ocular obtuvo la amplificación, normalización, filtrado, análisis e interpretación de las señales eléctricas producidas por el movimiento de los ojos, logrando determinar su posición en cualquier momento y manipular el brazo robótico de acuerdo al movimiento de los mismos. Los resultados principales del módulo de planificación son la gestión del tiempo, gestión del costo y la gestión de los aspectos mercadológicos de manera exitosa; ya que se concluyó sin retrasos, se tuvo el financiamiento necesario y se dio a conocer el Megaproyecto entre la comunidad. En cuanto al manejo del tiempo se realizó la planificación y control de actividades actualizada constantemente y cronograma de entregables. Se planteó un presupuesto y se contó con el financiamiento del CONCYT, vital para el éxito alcanzado. En los aspectos mercadológicos se alcanzaron excelentes resultados, se tuvo la participación en varios eventos, se desarrolló una página web oficial (www.proyectoanima.org), se desarrolló el logo y material publicitario como mantas, afiches, trifoliares y volantes. El Megaproyecto fue financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONCYT) gracias a este financiamiento se logó adquirir artículos y componentes eléctricos de primera calidad con los cuales fue posible alcanzar los objetivos del megaproyecto ANIMA.