Desarrollo de un sistema de interfaz cerebro-computador orientado al control de posicionamiento y selección del puntero del ordenador

Abstract

El presente trabajo propone un sistema de interfaz cerebro-computador que permita al usuario manipular el puntero del ordenador, en su direccionamiento, desplazamiento y selección(clic), sin hacer uso de ningún dispositivo mecánico, que exija un uso de las extremidades, superiores o inferiores. El sistema está compuesto por una parte electrónica, con un sensor de adquisición de señales EEG incluyendo un módulo TGAM disponiendo de un conversor Análogo/Digital y un módulo bluetooth para la transmisión de la señal. El algoritmo del sistema se centra en detectar las señales artefacto producidas por dos gestos faciales, la presión mandibular y el levantamiento de cejas, y a su vez, monitorear el accionar de un switch de accionamiento bucal para realizar la selección(clic). Los algoritmos de procesamiento digital de señales implementados, son de fácil elaboración, sin hacer uso de IA, permitiendo ser ejecutados en cualquier lenguaje de programación, que disponga de sentencias condicionales, ciclos repetitivos y almacenamiento de datos con vectores. La interfaz virtual de control del puntero, se basa en un eje direccional que se muestra sobre la pantalla del monitor, similar al eje de un radar en sentido horario, el cual fija la dirección en la que se desea dirigir el puntero. El sistema permite una precisión de posicionamiento de un 70%. En el Perú, hay un 10.4% de la población nacional que presenta algún tipo de discapacidad (Instituto Nacional de Estadística e Informática [INEI], 2017), la cual se beneficiaría en sus posibilidades laborales y de estudio, pudiendo hacer uso de una computadora, con este sistema.

The present work proposes a brain-computer interface system that allows the user to manipulate the computer pointer, in its addressing, movement and selection (click), without using any mechanical device, which requires use of the extremities, upper or lower. lower. The system is composed of an electronic part, with an EEG signal acquisition sensor including a TGAM module with an Analog/Digital converter and a Bluetooth module for signal transmission. The system's algorithm focuses on detecting the artifactual signals produced by two facial gestures, jaw pressure and eyebrow raising, and in turn, monitoring the activation of a mouth actuation switch to make the selection (click). The digital signal processing algorithms implemented are easy to develop, without using AI, allowing them to be executed in any programming language that has conditional statements, repetitive cycles and data storage with vectors. The virtual pointer control interface is based on a directional axis that is displayed on the monitor screen, similar to the clockwise axis of a radar, which sets the direction in which you want to direct the pointer. The system allows a positioning accuracy of 70%. In Peru, there is 10.4% of the national population that has some type of disability (Instituto Nacional de Estadística e Informática [INEI], 2017), which would benefit in their work and study possibilities, being able to use a computer, with this system.