Mediante la resolución N° 82443 la Superintendencia de Industria y Comercio otorgó una nueva patente de invención a los egresados Mario Villamizar Palacio y José Suárez Mejía y a la docente Gisella Borja Roncallo, en representación de la Universidad Autónoma del Caribe, por la creación denominada ‘Sistema de control para sillas de rueda eléctricas por medio de electrooculografía’.
La electrooculografía, en palabras sencillas, son las señales que se generan con el movimiento de los ojos. Esas señales se captan y con ellas se pueden hacer múltiples implicaciones, llevándose a la práctica con un proceso de adecuación de esas señales.
Esta patente se une a la de invención otorgada a la creación ‘Electromiógrafo implementado en una prótesis de mano’ y a la de modelo de utilidad de un ‘Dispositivo robot para la detección de gases en espacios cerrados’.
El proyecto fue desarrollado dentro del grupo de investigación CEBI-UAC (Centro de Investigación de Bioingeniería), donde los jóvenes pudieron encontrar todos los recursos que en el momento necesitaron para desarrollar su invento, ya fueran económicos o académicos. “A nivel de los profesores encontramos en ellos un interés particular por el proyecto y eso generó que todo se diera más fácil, debido a que nos prestaban la ayuda adecuada en el momento requerido”, reconoce Mario Villamizar.
Dentro de las reivindicaciones concedidas por la SIC, se establecen los pasos del método para controlar una silla de ruedas mediante el movimiento ocular del usuario:
Obtener las señales electrooculográficas por medio de cinco electrodos colocados en el rostro del usuario.
Acondicionar las señales quitándoles diferentes ruidos y llevándolas a niveles aptos, y transmitirlas a través de radio frecuencia.
Determinar la posición de los ojos y establecer la dirección de movimiento deseada por medio de un microcontrolador.
Detectar, por medio de sensores ultrasónicos que giran angularmente, la presencia de obstáculos en la dirección de movimiento.
Generar en base a la información obtenida el accionamiento de los motores correspondiente para el desplazamiento de la silla de ruedas.
Monitorear de forma paralela la velocidad real de las ruedas para mantener una velocidad segura en condiciones de pendiente o superficies especiales.
¿CÓMO SURGIÓ LA IDEA?
Este invento nació en el curso de Bioingeniería que reciben los estudiantes de noveno semestre de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones, en las aulas de la Universidad Autónoma del Caribe. Mario Villamizar, uno de los inventores, relata que inicialmente intentaron desarrollar “un detector de sueño para conductores de automóviles, a través de electrooculografía”. Sin embargo, el proyecto no tuvo la trascendencia que esperaban.
Al llegar a décimo semestre, Villamizar y su compañero José Suárez, debían desarrollar un proyecto de grado, ahí decidieron continuar con el que había dejado a mitad de camino. “Teníamos adelantados los sensores del anterior trabajo y decidimos mejorarlos. De ahí surgió la idea de usar el electrooculógrafo para controlar sillas de ruedas eléctricas. Además, partió de una necesidad que habíamos visto en las personas con discapacidad motriz severa, como la cuadriplejia, por ejemplo”, señala el ingeniero Villamizar.
Agrega la docente Gisella Borja que este proyecto responde a una problemática a nivel mundial de los discapacitados. “Es una silla que les brinda esa ayuda, que les da la posibilidad de tener más independencia, ayuda también a su calidad de vida, a su parte sicológica y emocional, al saber que podrán movilizarse sin necesidad de contar con el apoyo permanente de alguien”, manifiesta.
Otra de las particularidades de la creación es que se hizo pensando en un producto que fuera accesible al público en materia económica con una disminución de los gastos y la simplificación, a diferencia de otras alternativas que son muy costosas.
El aparato está compuesto por tres módulos, según explica el ingeniero electrónico José Suárez. “El primero es el de adquisición y acondicionamiento analógico con los sensores que captan las señales electrooculográficas con transmisión inalámbrica, a través de cinco electrodos que se colocan alrededor de los ojos, por los movimientos horizontales y verticales de los ojos”, indica.
Esas señales son amplificadas y les hacen un filtrado, se adecuan de tal manera que llegan al segundo módulo: el de procesamiento y control. Este módulo comprende tres sistemas: uno de control de direcciones que recibe las señales, las analiza y determina la dirección hacia la cual debe desplazarse la silla de ruedas; uno de control automático de velocidad que comprende dos ‘encoders’ ópticos ubicados uno en cada eje de los motores de la silla de ruedas y que regula su velocidad según la inclinación y las diferentes superficies de desplazamiento; y otro sistema de detección de obstáculos que emplea dos sensores ultrasónicos ubicados en la parte delantera de la silla, los cuales rotan en la dirección de giro o movimiento, con los que se calcula la distancia a la que se encuentran los obstáculos y a partir de esto se toma la decisión respectiva de control.
“En palabras menos técnicas, este módulo toma las decisiones pertinentes para que la silla de ruedas se mueva adecuadamente. Se toman las decisiones de la dirección, de la velocidad de la silla de ruedas, dependiendo de las superficies de desplazamiento y otros factores”, aclara Suárez.
Por último, está el módulo de aislamiento y gestión de potencia compuesto por optoacopladores que reciben las señales digitales del microcontrolador y se conectan a los transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o Mosfets (por su sigla en inglés) y relés para controlar la dirección de desplazamiento y la velocidad de la silla de ruedas eléctrica.
A partir de este proyecto, los jóvenes fueron becados por la universidad para seguir desarrollando la idea, mejorarla y corregir errores. Entre esas mejoras esta una mejor adecuación de los electrodos para hacerlos más pequeños y ubicarlos en una especie de casco, que dé al usuario una mayor comodidad al no estar conectado con cables.
“Lo hicimos cableado porque es un prototipo, pero si lo queremos llevar a un nivel comercial debemos pulirlo para que permita la comodidad del usuario. El sistema de control lo estamos mejorando y le vamos a incluir un sistema de detección de obstáculos para que si, por alguna eventualidad, la silla se vaya a un lugar inesperado que represente peligro, inmediatamente se detenga al detectar los obstáculos y salvaguardar la integridad del usuario”, indica Mario Villamizar.
Para la docente Gisella Borja, docente de Bioingeniería y magister en Ingeniería Biomédica, esta patente refleja el crecimiento en investigaciones que ha tenido la universidad, además del “afianzamiento de conocimientos que se generan desde la academia, lo que deriva en la creación de productos de gran beneficio para la sociedad”.
Para la Universidad Autónoma del Caribe es fundamental la innovación y el emprendimiento de los estudiantes. Es por eso que les brinda todo el acompañamiento y asesoría, mediante sus docentes y los grupos de investigación, para que puedan materializar sus ideas. Actualmente la institución cuenta con 27 grupos de investigación ubicados en las principales categorías de Colciencias.
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