Las personas con discapacidades motoras severas, como las causadas por accidentes cerebrovasculares o enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), requieren de apoyo para movilizarse. Para ofrecerles más autonomía, un equipo de investigadores de la Universidad de Ingeniería y Tecnología (UTEC) trabaja en un prototipo de silla de ruedas que integra un sistema innovador que interpreta señales cerebrales para concretar su desplazamiento.
El proyecto de silla de ruedas controlada con la mente está siendo desarrollado por el Dr. Jhedmar Callupe, a cargo de la línea de investigación de Robótica Interactiva y Asistencial (RIA), y el profesor Christian Flores, responsable de la línea de investigación de Interfaz Cerebro Computador (ICC), ambos pertenecientes al Grupo de Investigación en Robótica, Inteligencia Artificial y Control Avanzado (RIC) de UTEC, junto con los estudiantes Luis Barahona, Diago Tucto y Kevin Diaz.
¿Cómo se logra controlar una silla de ruedas con la mente?
El sistema de las sillas de ruedas funciona a través de los Potenciales Evocados Visuales en Estado Estable (SSVEP), un tipo de señal cerebral que se genera cuando una persona fija su atención en ciertos estímulos visuales. Con esta tecnología, los usuarios pueden realizar acciones como avanzar, retroceder o girar simplemente enfocándose en el estímulo correspondiente, por lo que pueden ser realizadas por personas con discapacidades motoras severas.
La interfaz cerebro-computadora del sistema permite a los usuarios dirigir la silla de ruedas con solo observar luces parpadeantes a frecuencias específicas, generando señales cerebrales que son captadas por un electroencefalógrafo y convertidas en comandos para el movimiento.
Para las pruebas de laboratorio, se desarrolló un entorno virtual en el que se pudo comprobar el funcionamiento del prototipo. Además, se ha adquirido recientemente una silla de ruedas en la que se integrará el sistema tecnológico.
«Se colocan electrodos sobre el cuero cabelludo, que son señales que se adquieren, que representan la respuesta neuronal que ocurre sobre la corteza cerebral. Las señales son grabadas, adquiridas guardadas y procesadas y luego clasificadas. Una vez de que estas señales son clasiificadas pueden comandar una silla de ruedas, y dependiendo de la cantidad de funciones que se tengan, podemos hacer que la silla vaya hacia adelante, hacia atrás, derecha izquierda, etcétera», dijo a la agencia Andina el docente Christian Flores, quien trabaja con el estudiante Luis Barahona, en la adquisición, procesamiento y el análisis de las señales cerebrales para la detección de la intención del usuario.
A la fecha, los investigadores peruanos trabajan en el procesamiento de las señales cerebrales usando inteligencia artificial para establecer los comandos virtuales que permitirán el desplazamiento de la silla de ruedas. Dependiendo del movimiento que realice se aumenta la complejidad del procesamiento de clasificación de las señales, sin considerar que hay otras dificultades en un entorno real como las características propias del ambiente donde se encuentre el usuario.
Otro reto que deberán superar es la fatiga visual que podría causar el uso de estímulos visuales para establecer los comandos de movimiento de la silla de ruedas que será controlada con la mente.
Este tipo de tecnología se puede aplicar a otros dispositivo también. «Antes de la pandemia, nosotros controlamos drones también con un estímulo similar. Podemos comandar diferentes tipos de dispositivos y, en este caso, tiene una aplicación específica para silla de ruedas», contó. Debido a que no se usa un joystick o botones, este invento peruano puede ser clave para personas que tienen parálisis cerebral como hemiplejia o paraplejia.
Por su parte, el docente Jhedmar Callupe, junto a Diago Tucto y Kevin Diaz, están a cargo del diseño mecatrónico de la interfaz y del control de la silla de ruedas.
«Para encontrar una silla de ruedas de manera clásica, se hace con un joystick. Así, mientras más inclinación del joystick, la velocidad va a aumentar. Nosotros buscamos lograr un gran control de la silla de ruedas no sólo de direcciones (adelante, hacia atrás, izquierda o derecha), sino también a nivel de cambio de velocidad o modos de conducción», sostuvo. Entonces, uno de los primeros retos es conseguir este balance entre la cantidad de estímulos visuales por cada acción, que debe ser mínima para que pueda mantenerse el control y no haya fatiga visual.
Por ejemplo, el comando podría ser «dirigirse a la habitación» o «ir a la sala». Para ello, la silla de ruedas debe integrar un GPS que identifique las características del ambiente de se encuentra el paciente. Además, también debe garantizarse la autonomía de la persona que use este dispositivo.
Luego de integrar el sistema tecnológico a la silla de rueda y realizar las pruebas en laboratorio que puedan garantizar su efectividad, se realizarán los trámites necesarios para que puedan autorizar la validación con personas con discapacidad severa.
