Diseñan un mecanismo de voz para dar movimiento a prótesis de antebrazo
Especialistas de la UNAM (México), encabezados por José Abel Herrera Camacho, académico de la Facultad de Ingeniería (FI), desarrollan tecnología basada en inteligencia artificial para mejorar una prótesis para brazo, que puede ser manipulada por el usuario con el uso de la voz.
El brazo mecánico, destinado a mejorar la calidad de vida de los discapacitados, fue diseñado en el Departamento de Mecatrónica de esa entidad, a cargo de Manuel Dorador, pero fue el equipo del Laboratorio de Procesamiento de Voz, que dirige Herrera Camacho, el que elaboró el comando verbal para darle funcionamiento.
Las prótesis comerciales más avanzadas son controladas por impulsos eléctricos y sólo permiten determinados movimientos, en tanto, el mecanismo de los universitarios posibilitará actividades predeterminadas, como tomar una pluma y escribir o sujetar una taza con fuerza controlada.
Existen algunas que pueden ser dirigidas a través de una computadora, con la ayuda de la otra mano, pero ello representa ciertas molestias; otras pueden ser controladas a través de los nervios residuales que antes daban movimiento al brazo natural, sin embargo, en ocasiones éstos fueron dañados.
Ante esas situaciones, el equipo de la UNAM pensó en un prototipo que utilice la voz para realizar una serie de movimientos predeterminados, la tarea principal es que cuente con más movimientos. “Si la persona puede hablar, estará en posibilidad de dar indicaciones y la prótesis sabrá hasta qué punto imprimir fuerza, pues podemos calibrarla para que lo haga hasta determinado grado”, explicó Herrera Camacho.
El reconocimiento de voz se realiza mediante un procesador digital de señales (DSP, por las siglas de digital signal processor), que tarda 64 milisegundos (milésima fracción de un segundo) en reconocerlo. “En condiciones de laboratorio, con ruido de 20 decibeles, hemos logrado precisiones de 99 por ciento, aproximadamente”.
Carlos Andrés Acosta Ramos, tesista de maestría y José Abel Herrera Camacho, académico de la Facultad de Ingeniería. (Foto: UNAM)
El DSP, detalló, es un micro controlador que en la prótesis haría la función equivalente a la del cerebro de una computadora. Carlos Andrés Acosta Ramos, tesista de maestría del Laboratorio, expuso que el propósito es que la prótesis no requiera de una computadora, sino que sea autónoma; para ello adaptaron un DSK, conjunto de herramientas de desarrollo de software, que permite crear aplicaciones para un sistema concreto.
Han realizado pruebas del sistema, con buenos resultados, a través de un micrófono convencional de diadema. “La idea es reducir el costo a una quinta parte, lo que permitirá ponerla al alcance de más personas”, resaltó.
Al respecto, Herrera Camacho precisó que los especialistas del Departamento de Mecatrónica se ocuparon de diseñar la prótesis, determinar su peso, cómo soportarla en el hombro del usuario, así como el material para su fabricación. “Se encargan del asunto más importante, nosotros somos una parte auxiliar”.
La participación del universitario en este proyecto se basa en prototipos de encendido de luz, realizados con anterioridad en el laboratorio, “donde usamos comandos de voz para iluminar una habitación, con una precisión de entre 98.5 y 99.5 por ciento, según ambiente y número de personas que hablen”.
Tanto el diseño del DSP como los programas son nuestros; estos últimos ocupan un mínimo de ocho kbytes de memoria. “Es bajo, lo que nos permitirá diseñar sistemas con circuitos ligeros para que al usuario no le pese la prótesis; la ventaja es que no requerirá el uso de una computadora, sino un sistema independiente. Nuestro objetivo es que estas funciones se adapten a los dispositivos móviles como una aplicación más”, dijo.
La meta es que el usuario entrene con el sistema de reconocimiento de voz para que éste se adapte a su tono, pero también podría usarlo sin necesidad de ese ensayo. “Ya nos encontramos en pruebas de repetición”.
No son muchas las personas que requieren este tipo de aditamentos, pero de quienes los necesitan, una parte no cuenta con los recursos económicos suficientes para comprar una prótesis. “¿Quién más que la UNAM para contribuir con este tipo de proyectos?”, apuntó.
La tecnología que los especialistas desarrollan –reconocimiento de voz y control de motores– también podría aplicarse en prótesis de miembros inferiores (pierna o pie), incluso en la industria para el control de motores ensambladores. “Además tiene aplicaciones en el hogar: para correr cortinas, prender luces y abrir puertas”, ejemplificó.
Los profesores de la Facultad de Ingeniería “no somos primariamente investigadores, pero no por esto dejamos de hacer investigación o desarrollo tecnológico; es parte de nuestra labor y una de las grandes fortalezas de la Universidad Nacional”, concluyó. (Fuente: UNAM/DICYT)
