Proyecto: Tecnologías para sustituir parcialmente capacidades visuales en personas ciegas.

Descripción:

El sistema visual humano procesa información en forma paralela con una gran cantidad de receptores (conos y bastones). La agudeza visual permite evaluar la visión de un individuo respecto a una población normal. Cuando existe una disminución de la agudeza visual se utilizan métodos y dispositivos que potencian o sustituyen la visión. Cuando la pérdida del sentido es total (ceguera) se realiza una sustitución sensorial, que consiste en el uso de un sentido humano alternativo para recibir información que normalmente es recibida por otro.

Los tres principales problemas que enfrentan las personas con discapacidad visual son: (1) el acceso a material de lectura, (2) el reconocimiento y manipulación de objetos y (3) las restricciones en la movilidad y orientación. En cuanto a los dos primeros aspectos existen numerosas soluciones ópticas, electrónicas y otras. Por ejemplo, los sintetizadores de voz electrónicos permiten acceder a texto almacenado, y es la interfaz más utilizada para trabajar con la computadora. Existen otros dispositivos que trabajan con elementos vibrantes o con movimiento y permiten mostrar texto en Braille en forma dinámica.

En cuanto al tercer aspecto, la movilidad representa un problema significativo para la persona ciega. Normalmente se agudizan todos los sentidos para detectar olores, sonidos, corrientes de aire, texturas, temperatura, etc. para alertar a la persona sobre el terreno y el ambiente donde está ubicado. Existen diversas soluciones para el problema de movilidad, desde bastones hasta dispositivos electrónicos de ayuda al desplazamiento (Electronic Travel Aids-ETA). Las ETAs utilizan diferentes principios físicos y no hay ninguna totalmente generalizada ni completa. Generalmente se basan en principios físicos de ultrasonido, láser, visión, etc. Todos estos dispositivos utilizados para la sustitución sensorial requieren de tres componentes básicos: una interfaz que toma variables del ambiente, un sistema de procesamiento de datos y finalmente un elemento que brinde la información de utilidad a la persona.

El proyecto ha permitido desarrollar soluciones para personas ciegas brindando información a través del tacto. Se evaluaron dos técnicas de estimulación: la estimulación eléctrica de los mecanoreceptores de la piel y la vibración mecánica a través de motores vibradores. Para los dispositivos de movilidad y orientación se ha utilizado visión estereoscópica como técnica para obtener información de entorno. Los cuatro dispositivos desarrollados son los siguientes:

a) Dispositivo inalámbrico de ayuda a la movilidad y orientación de una patinadora ciega: este equipo facilita la movilidad y orientación de personas ciegas en actividades de diversión y ocio. Particularmente consiste en un sistema de comunicación para brindar información a una persona ciega que realiza patinaje artístico mediante un enlace inalámbrico y un display táctil basado en motores vibradores. Mediante el transmisor el asistente ubicado fuera de la pista de patinaje envía, mediante ondas de radiofrecuencia, información hacia el receptor colocado sobre el usuario. Esta información es utilizada para activar cuatro actuadores ubicados en la cintura y el torso.
b) Dispositivo de ayuda a la movilidad y orientación de personas ciegas en entornos no estructurados: se ha realizado el diseño y desarrollo de un dispositivo basado en la obtención de información del entorno utilizando visión estereoscópica. Las imágenes proporcionadas por un par de cámaras de video se transfieren y procesan por dispositivos electrónicos configurables y secuenciales (FPGA y DSP), que brindan señales de acción para un sistema de realimentación táctil basado en motores vibradores. Para que esta realimentación sea realizada en tiempo real, se han implementado algoritmos de procesamiento óptimos. Los componentes utilizados permiten la portabilidad del dispositivo.
c) Celda Braille por Electroestimulación: consiste en un prototipo experimental de una celda Braille electrocutánea, la cual presenta información Braille a la persona ciega estimulando eléctricamente los axones nerviosos de los mecanoreceptores de la piel, en la yema del dedo. El modelo experimental consta de una celda Braille con seis electrodos que reciben la señal de estimulación de seis convertidores V-I y un microcontrolador. Este último se encarga de recibir el texto desde una computadora y generar seis señales de tensión para activar los convertidores V-I, de acuerdo a la letra o número recibido.
d) Cinta Braille por Electroestimulación: es una plataforma de electrodos (192) que simulan, por electroestimulación, 32 caracteres mediante el sistema de lectoescritura Braille. Las sensaciones para percibir dichos caracteres se generan por la estimulación de los receptores cutáneos de las yemas de los dedos y reemplaza al papel, produciendo sensaciones de presión similares a los relieves de los textos en Braille tradicionales. El módulo es conectado a la computadora para recibir la información que será presentada a la persona.

Durante la etapa de desarrollo y experimentación de los dispositivos se han contactado a instituciones que trabajan con personas con discapacidad visual, las cuales han colaborado en la evaluación de los dispositivos y se han beneficiado con asistencia técnica del equipo de investigadores. Se ha vinculado a la Escuela Luis Braille, a un Club de Patinaje artístico para personas con discapacidades y se están generando vínculos con la Asociación Sanjuanina para Ciegos.

Los prototipos desarrollados con el financiamiento y su transferencia al medio han permitido la formación de recursos humanos a nivel de grado y posgrado. El estudio de la discapacidad visual y sus diferentes soluciones tecnológicas para la sustitución táctil es tema de la tesis doctoral del investigador responsable. El estudio de la estimulación electrica de los mecanoreceptores de la piel es tema de una tesis de maestría. El desarrollo específico de cada prototipo ha generado 5 tesis de graduación de la carrera de Bioingeniería.

 
Director:
Juan Pablo Graffigna 
Email de Contacto:
jgraffig@gateme.unsj.edu.ar 
Codigo:
11/12551 
Institución evaluadora / financiadora:
ANPCYT-FONCYT 
Fecha Inicio:
26/04/2004  
Fecha Finalización:
26/04/2007  
Tipo de proyecto:
Investigación  
Lineas asociadas
Tecnologías de Asistencia y Rehabilitación.  
Áreas Especificas
Dispositivo para la Movilidad y Orientación de personas Ciegas.  
Dispositivo para la movilidad y orientación de patinadores ciegos.  
Publicaciones asociadas
No presenta asocianciones

Integrantes
Juan Pablo Graffigna Vaggione    Responsable