Sistema de Teleoperación Multi-Robot Basado en Interfaz Cerebro-Computador

Carlos Escolano, Javier Mínguez

Resumen

Este artículo presenta un sistema de teleoperación multi-robot basado en una interfaz cerebro-computador que permite al usuario controlar de manera simultánea un número arbitrario de robots a través de internet, únicamente con su actividad cerebral. El objetivo final de estos dispositivos está orientado hacia personas con fuertes deficiencias neuromusculares, ofreciendo telepresencia, con un modo de interacción con la máquina basado únicamente en el pensamiento. El presente trabajo es una extensión de un sistema de teleoperación cuyas innovaciones son el soporte para teleoperar N robots, y el uso de robots minituarizados y portátiles (de dimensión dos órdenes de magnitud inferior respecto al original). La interfaz cerebro-computador está basada en EEG con un protocolo de control basado en P300 y los robots están dotados de las capacidades de navegar, interactuar mediante el envío de alarmas, y percibir visualmente dichos entornos. El sistema ha sido validado con dos usuarios sanos y el principal resultado es que todos fueron capaces de resolver las tareas propuestas con éxito sin reportar ningún error, lo que demuestra la validez y alta robustez del prototipo en conjunto.

Palabras clave

interfaz cerebro-computador; BCI; robótica; teleoperación; rehabilitación

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Referencias

Birbaumer, N., N. Ghanayim, T. Hinterberger, I. Iversen, B. Kotchoubey, A. Kubler, J. Perelmouter, E. Taub and ¨ H. Flor (1999). A spelling device for the paralyzed. Nature 398, 297–298.

del R. Millán, José, F. Renkens, J. Mourino and W. Gerstner (2004). Noninvasive brain-actuated control of a mobile robot by human EEG. Biomedical Engineering, IEEE Transactions on 51(6), 1026–1033.

Escolano, C., A. Ramos, T. Matuz, N. Birbaumer and J. Minguez (2010). A Telepresence Robotic System operated with a P300-based Brain-Computer Interface: Initial Tests with ALS patients. International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC).

Escolano, C., J. Antelis and J. Minguez (2009). Human BrainTeleoperated Robot between Remote Places. IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA).

Farwell, L.A. and E. Donchin (1988). Talking off the top of your head: toward a mental prosthesis utilizing event-related brain potentials. EEG Clinical Neurophysiology 70(6), 510– 23.

Iturrate, I., J. Antelis, A. Kübler and J. Minguez (2009). A NonInvasive Brain-Actuated Wheelchair based on a P300 Neurophysiological Protocol and Automated Navigation. IEEE Transactions on Robotics 25(3), 614–627.

Karim, A. A., T. Hinterberger and J. Richter (2006). Neural Internet: Web surfing with brain potentials for the completely paralyzed. Neurorehabilitation and Neural Repair 20(4), 508–515.

Krusienski, D. J., E. W. Sellers, F. Cabestaing, S. Bayoudh, D. J. McFarland, T. M. Vaughan and J. R. Wolpaw (2006). A comparison of classification techniques for the P300 Speller. Journal of Neural Engineering 3, 299–305.

Kübler, A. and N. Birbaumer (2008). Brain-computer interfaces and communication in paralysis: Extinction of goal directed thinking in completely paralysed patients?. Clinical Neurophysiology 119(11), 2658 – 2666.

Mason, S., J. Kronegg, J. Huggins, M. Fatourechi and A. Schlogl (2006). Evaluating the Performance of Self-Paced Brain-Computer Interface Technology. Technical report. Neil Squire Society, Vancouver, Canada.

Mondada, F., M. Bonani, X. Raemy, J. Pugh, C. Cianci, A. Klaptocz, S. Magnenat, J.C. Zufferey, D. Floreano and A. Martinoli (2009). The e-puck, a Robot Designed for Education in Engineering. In: Proceedings of the 9th Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions. Vol. 1. pp. 59–65.

Montesano, L., M. Diaz, S. Bhaskar and J. Minguez (2010). Towards an Intelligent Wheelchair System for Cerebral Palsy Subjects. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering.

Patel, S.H. and P.N. Azzam (2005). Characterization of N200 and P300: Selected Studies of the Event-Related Potential. International Journal of Medical Sciences pp. 147–154.

Popovic, M.R., D.B. Popovic and T. Keller (2002). Neuroprostheses for grasping. Neurological Research 24(5), 443–452.

Schalk, G., D.J. McFarland, T. Hinterberger, N. Birbaumer and J.R. Wolpaw (2004). BCI2000: A General-Purpose BrainComputer Interface (BCI) System. IEEE Transactions on Biomedical Engineering 51(6), 1034–43.

Sutton, S., M. Braren, J. Zublin and E. R. John (1965). Evoked potential correlates of stimulus uncertainty. Science 150(3700), 1187–1188.

Wolpaw, J. R., D. J. McFarland, G. W. Neat and C. A. Forneris (1991). An EEG-based brain-computer interface for cursor control. Electroencephalography and clinical neurophysiology 78(3), 252–259.

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1. Mobile robot navigation with a self-paced brain–computer interface based on high-frequency SSVEP
Pablo F. Diez, Vicente A. Mut, Eric Laciar, Enrique M. Avila Perona
Robotica  vol: 32  num.: 5  primera página: 695  año: 2014  
doi: 10.1017/S0263574713001021



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