Procesamiento de señales electromiográficas superficiales para el control de dispositivos robóticos

Abstract

El tema desarrollado en esta tesis se enmarca en el área de Tecnología de Rehabilitación o Tecnología de Asistencia orientada a personas con discapacidades, dentro de las áreas más generales de Procesamiento de Señales y Control. Se presenta un esquema de procesamiento de señales electromiográficas superficiales (EMGs) para su empleo en estrategias de control de dispositivos robóticos de asistencia, contemplando un sistema de sensado robusto y protección ante fallas mediante técnicas de fusión de datos, y un mecanismo de compensación de la fatiga muscular ocasionada por tareas repetitivas. Los aportes principales de esta tesis son los siguientes: 1. Detección del comienzo y fin de la contracción por técnicas no convencionales usando Teoría de la Información. 2. Clasificación de cinco movimientos básicos del miembro superior (flexión, extensión, pronación, supinación y prensión) a partir del análisis multivariante de cuatro canales simultáneos. Se proponen dos nuevos parámetros descriptores de la señal y un esquema de clasificación basado en redes neuronales. 3. Desarrollo de estrategias de control para un manipulador robótico de 3 grados de libertad y para un robot móvil uniciclo, ambos controlados por señales musculares. 4. Diseño de un sistema de sensado robusto de potenciales redundantes, provenientes de distintas fuentes de sensado a través de técnicas de fusión de datos. Este sistema permite aumentar la confiabilidad y seguridad del sistema ante fallas de adquisición e interferencias. 5. Desarrollo de un sistema de compensación para la fatiga muscular presente en tareas repetitivas. La fatiga se manifiesta en variaciones de parámetros frecuenciales que son evaluadas en intervalos de tiempo regulares y compensadas en la ganancia del sistema de control. Además se presenta una recopilación bibliográfica de los esquemas de control mioeléctrico presentes en la literatura, como así también de los clasificadores usados para la discriminación de la intencionalidad del usuario mediante señales EMGs.