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Desarrollo y evaluación de una silla de ruedas eléctrica con interfaz de retina e iris, Apuntes de Biomedicina

Este proyecto desarrolla una silla de ruedas eléctrica controlada mediante una interfaz de retina e iris. La tecnología permite a usuarios con limitaciones de movilidad navegar de manera intuitiva. El objetivo es diseñar, desarrollar e implementar una silla de ruedas eléctrica innovadora y accesible, controlada mediante movimientos de retina e iris, para mejorar la independencia, comodidad y calidad de vida de las personas con discapacidades motoras severas.

Tipo: Apuntes

2022/2023

Subido el 14/11/2023

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maria-camila-correa-roldan 🇨🇴

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RESUMEN: Este proyecto desarrolla una silla de ruedas eléctrica
controlada mediante una interfaz de retina e iris. La tecnología
permite a usuarios con limitaciones de movilidad navegar de manera
intuitiva. Se integra un sistema de seguimiento ocular para
interpretar movimientos oculares en comandos de control. El diseño
se enfoca en ergonomía y seguridad, incluyendo detección de
obstáculos.
ABSTRACT: This project develops an electric wheelchair controlled
by a retina and iris interface. The technology allows users with
mobility limitations to navigate intuitively. An eye tracking system is
integrated to interpret eye movements into control commands. The
design focuses on ergonomics and safety, including obstacle
detection.
I. INTRODUCCIÓN
Las personas con discapacidades motoras a menudo enfrentan
obstáculos que van más allá de las barreras físicas. La
movilidad limitada puede impactar la independencia
emocional, social y económica de estas personas. A pesar de
los avances en tecnología de asistencia, muchos dispositivos
de movilidad siguen requiriendo esfuerzos físicos
significativos o presentan limitaciones en términos de
maniobrabilidad. La necesidad de soluciones más intuitivas y
adaptables se han vuelto urgentes en la búsqueda de una
inclusión más completa y una mejora en la calidad de vida.
En este contexto, la tecnología ocular emerge como una
herramienta prometedora para abordar los desafíos de la
movilidad. Los movimientos de retina e iris, que han sido la
base de la comunicación humana durante siglos, están siendo
explorados como una vía de control de dispositivos
tecnológicos. La capacidad del ojo humano para enviar señales
precisas y rápidas a través de estos movimientos sugiere que
es posible diseñar interfaces de control que sean naturales y
cómodas para las personas con discapacidades. Este proyecto
se sumerge en la aplicación de esta tecnología ocular en el
contexto de una silla de ruedas eléctrica, buscando transformar
la movilidad asistida de una manera sin precedentes.
El desarrollo de una silla de ruedas eléctrica controlada por
movimientos de retina e iris es un testimonio de la
colaboración entre la ingeniería y la medicina. Requiere una
comprensión profunda tanto de los aspectos técnicos y
mecánicos de la movilidad asistida como de las complejidades
del sistema visual humano. La integración de conocimientos
de diversas disciplinas es esencial para superar los desafíos
que surgen al traducir señales visuales en comandos
motorizados. Este proyecto busca unir estos campos en una
sinergia que beneficie directamente a las personas con
discapacidades y brinde una nueva perspectiva sobre lo que es
posible en términos de accesibilidad y autonomía.
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
A. Descripcin del problema
La movilidad es una parte integral de la vida cotidiana, que
permite a las personas interactuar con su entorno, participar en
actividades sociales y cumplir funciones laborales y de ocio.
Sin embargo, las personas con discapacidades graves
enfrentan barreras importantes para una movilidad
independiente y eficiente. Aunque las sillas de ruedas
eléctricas tradicionales han ofrecido cierta independencia,
todavía existen limitaciones en términos de control,
comodidad y accesibilidad que limitan la plena participación
de estas personas en la sociedad.
Las soluciones de movilidad asistida actuales a menudo
requieren habilidades físicas especiales para operar joysticks,
botones u otros controles. Además, incluso las sillas de ruedas
eléctricas más avanzadas pueden resultar incómodas para los
usuarios con movilidad limitada, lo que limita su capacidad
para llevar una vida activa y participar plenamente en sus
comunidades.
El paradigma emergente de la tecnología ocular ofrece una
perspectiva prometedora para abordar esta cuestión. Los
movimientos de la retina y del iris representan una forma
natural de comunicación y control, y la capacidad del ojo
humano para emitir señales precisas y complejas indica que
pueden explotarse para crear interfaces de control más
eficientes y accesibles. Aunque se han logrado avances en la
aplicación de la tecnología ocular en varios campos, su
implementación en sistemas de asistencia a la movilidad,
como las sillas de ruedas eléctricas, sigue siendo un desafío
complejo que requiere la convergencia de experiencia en
ingeniería, medicina y diseño.
Este estudio aborda este tema mediante el diseño, desarrollo y
evaluación de una silla de ruedas eléctrica controlada por los
movimientos de la retina y el iris. Se enfatiza la necesidad de
DESARROLLO Y EVALUCIÒN DE UNA
SILLA DE RUEDAS ELECTRICA
MEDIANTE INTERFAZ DE RETINA E IRIS
MARIA CAMILA CORREA ROLDAN
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RESUMEN: Este proyecto desarrolla una silla de ruedas eléctrica controlada mediante una interfaz de retina e iris. La tecnología permite a usuarios con limitaciones de movilidad navegar de manera intuitiva. Se integra un sistema de seguimiento ocular para interpretar movimientos oculares en comandos de control. El diseño se enfoca en ergonomía y seguridad, incluyendo detección de obstáculos. ABSTRACT : This project develops an electric wheelchair controlled by a retina and iris interface. The technology allows users with mobility limitations to navigate intuitively. An eye tracking system is integrated to interpret eye movements into control commands. The design focuses on ergonomics and safety, including obstacle detection. I. INTRODUCCIÓN Las personas con discapacidades motoras a menudo enfrentan obstáculos que van más allá de las barreras físicas. La movilidad limitada puede impactar la independencia emocional, social y económica de estas personas. A pesar de los avances en tecnología de asistencia, muchos dispositivos de movilidad siguen requiriendo esfuerzos físicos significativos o presentan limitaciones en términos de maniobrabilidad. La necesidad de soluciones más intuitivas y adaptables se han vuelto urgentes en la búsqueda de una inclusión más completa y una mejora en la calidad de vida. En este contexto, la tecnología ocular emerge como una herramienta prometedora para abordar los desafíos de la movilidad. Los movimientos de retina e iris, que han sido la base de la comunicación humana durante siglos, están siendo explorados como una vía de control de dispositivos tecnológicos. La capacidad del ojo humano para enviar señales precisas y rápidas a través de estos movimientos sugiere que es posible diseñar interfaces de control que sean naturales y cómodas para las personas con discapacidades. Este proyecto se sumerge en la aplicación de esta tecnología ocular en el contexto de una silla de ruedas eléctrica, buscando transformar la movilidad asistida de una manera sin precedentes. El desarrollo de una silla de ruedas eléctrica controlada por movimientos de retina e iris es un testimonio de la colaboración entre la ingeniería y la medicina. Requiere una comprensión profunda tanto de los aspectos técnicos y mecánicos de la movilidad asistida como de las complejidades del sistema visual humano. La integración de conocimientos  de diversas disciplinas es esencial para superar los desafíos que surgen al traducir señales visuales en comandos motorizados. Este proyecto busca unir estos campos en una sinergia que beneficie directamente a las personas con discapacidades y brinde una nueva perspectiva sobre lo que es posible en términos de accesibilidad y autonomía. II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A. Descripción del problema La movilidad es una parte integral de la vida cotidiana, que permite a las personas interactuar con su entorno, participar en actividades sociales y cumplir funciones laborales y de ocio. Sin embargo, las personas con discapacidades graves enfrentan barreras importantes para una movilidad independiente y eficiente. Aunque las sillas de ruedas eléctricas tradicionales han ofrecido cierta independencia, todavía existen limitaciones en términos de control, comodidad y accesibilidad que limitan la plena participación de estas personas en la sociedad. Las soluciones de movilidad asistida actuales a menudo requieren habilidades físicas especiales para operar joysticks, botones u otros controles. Además, incluso las sillas de ruedas eléctricas más avanzadas pueden resultar incómodas para los usuarios con movilidad limitada, lo que limita su capacidad para llevar una vida activa y participar plenamente en sus comunidades. El paradigma emergente de la tecnología ocular ofrece una perspectiva prometedora para abordar esta cuestión. Los movimientos de la retina y del iris representan una forma natural de comunicación y control, y la capacidad del ojo humano para emitir señales precisas y complejas indica que pueden explotarse para crear interfaces de control más eficientes y accesibles. Aunque se han logrado avances en la aplicación de la tecnología ocular en varios campos, su implementación en sistemas de asistencia a la movilidad, como las sillas de ruedas eléctricas, sigue siendo un desafío complejo que requiere la convergencia de experiencia en ingeniería, medicina y diseño. Este estudio aborda este tema mediante el diseño, desarrollo y evaluación de una silla de ruedas eléctrica controlada por los movimientos de la retina y el iris. Se enfatiza la necesidad de

DESARROLLO Y EVALUCIÒN DE UNA

SILLA DE RUEDAS ELECTRICA

MEDIANTE INTERFAZ DE RETINA E IRIS

MARIA CAMILA CORREA ROLDAN

superar los desafíos técnicos, ergonómicos y de interfaz de usuario para crear una solución que permita a las personas con problemas de movilidad moverse de forma independiente, cómoda y eficiente. El propósito es contribuir al cambio de las ayudas a la movilidad que brinden a las personas con discapacidad la oportunidad de vivir de manera más independiente y participar en la vida social. Según el último informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS), alrededor del 16% de la población mundial vive con alguna forma de discapacidad, de los cuales una proporción considerable se enfrenta a dificultades para acceder a dispositivos de movilidad adaptados a sus necesidades. En contextos regionales como el Valle del Cauca, estas dificultades son aún más pronunciadas. Datos recopilados de la base de datos SISBÉN certificada por DNP muestran que en el Valle del Cauca, el 18% de la población presenta alguna forma de discapacidad, lo que representa una parte significativa de la comunidad. A pesar de los esfuerzos locales por mejorar la accesibilidad, muchas personas con discapacidades motoras en la región aún carecen de soluciones de movilidad adecuadas y personalizadas. En respuesta a esta problemática, la presente investigación propone el diseño y desarrollo de una silla de ruedas eléctrica controlada por movimientos de retina e iris. Esta solución tecnológica no solo busca abordar los desafíos técnicos y ergonómicos de la movilidad asistida, sino que también aspira a ser una respuesta concreta a las necesidades regionales del Valle del Cauca. B. Pregunta problema ¿Cómo diseñar, implementar y evaluar de manera efectiva una silla de ruedas eléctrica controlada por movimientos de retina e iris, superando desafíos técnicos y ergonómicos, para proporcionar una solución de movilidad asistida más intuitiva, adaptable y cómoda para personas con discapacidades motoras severas? III. MARCO TEORICO Se exploran conceptos básicos relacionados con la tecnología ocular, la movilidad asistida y la ergonomía con el objetivo de justificar la importancia e innovación de la propuesta. El seguimiento ocular es una tecnología que permite capturar y analizar los movimientos de los ojos para traducirlos en comandos digitales. Esta tecnología se ha utilizado en diversas aplicaciones, desde la investigación en neurociencia hasta la interacción humano-computadora. Los sistemas de seguimiento ocular emplean cámaras infrarrojas para rastrear los movimientos de la retina e iris, permitiendo un control preciso y no invasivo de dispositivos tecnológicos. El entendimiento de los principios y los desafíos técnicos detrás del seguimiento ocular es esencial para el diseño efectivo de una silla de ruedas controlada por esta tecnología. Las interfaces cerebro-máquina (ICM) son sistemas que permiten la comunicación directa entre el cerebro humano y dispositivos externos. Aunque la propuesta de este proyecto se centra en el control ocular, las ICM también son relevantes ya que comparten la base conceptual de interpretar señales biológicas para el control de dispositivos. Examinar la investigación en ICM en el contexto de la movilidad asistida puede proporcionar ideas sobre cómo se han abordado los desafíos en la interpretación de señales cerebrales y cómo se pueden aplicar principios similares en la implementación de la tecnología ocular. El diseño universal y la accesibilidad se centran en la creación de entornos y productos que puedan ser utilizados por todas las personas, independientemente de sus habilidades. Explorar cómo se ha abordado la accesibilidad en tecnologías y entornos físicos puede proporcionar ideas para diseñar una silla de ruedas eléctrica que sea inclusiva y adaptada a una variedad de usuarios. El acceso a la movilidad independiente puede tener un profundo impacto en la calidad de vida, la autoestima y la participación social de las personas con discapacidades motoras. Examinar estudios sobre el impacto social y psicológico de la movilidad asistida puede resaltar la importancia de desarrollar soluciones efectivas que no solo aborden las necesidades funcionales, sino que también tengan en cuenta los aspectos emocionales y sociales de los usuarios. IV. JUSTIFICACION La movilidad independiente es un derecho humano básico que permite a las personas con problemas de movilidad participar activamente en la sociedad y vivir una vida plena. A pesar de los avances en la tecnología de asistencia, existe una necesidad urgente de soluciones más sofisticadas y fáciles de usar que aborden los desafíos diarios que enfrentan estas personas. En este contexto, el objetivo de este proyecto es desarrollar una silla de ruedas eléctrica controlada por movimientos de retina e iris, que represente un enfoque revolucionario para la movilidad asistida. El motivo de este proyecto se basa en varios factores clave:

1. Necesidad insatisfecha A pesar de los avances en la tecnología de las sillas de ruedas eléctricas, muchas personas con discapacidades graves todavía tienen problemas de control y comodidad. Con la propuesta de una silla de ruedas controlada ocularmente se pueden mejorar estas limitaciones de forma innovadora. 2. Innovación tecnológica