Control de movimiento robótico con detección cognitiva y facial mediante Emotiv EEG

Robotic motion control with cognitive and facial detection via Emotiv EEG

Este trabajo presenta el desarrollo de una interfaz cerebro-computador utilizando el dispositivo Emotiv EEG, en donde se realizan reconocimientos de gestos faciales y pensamientos cognitivos, los que serán traducidos en movimientos que serán ejecutados por un robot Lego Mindstorms, con la idea de verificar si realmente Emotiv realiza un buen reconocimiento y puede ser utilizado para el movimiento de dispositivos. El trabajo es motivado por otras investigaciones realizadas, en donde se aplicaron distintas técnicas para el reconocimiento, pero en algunos casos la velocidad y en otros la precisión no fueron las esperadas, por lo que en esta investigación utiliza otros métodos para evitar esos problemas. Se realizan pruebas de reconocimiento con seis personas, arrojando en el reconocimiento cognitivo un 81% de precisión con dos acciones aprendidas y para el reconocimiento facial una precisión de 67% con seis gestos utilizados. Posteriormente se realiza una prueba en el sistema implementado con una arquitectura dirigida por eventos, junto con el dispositivo Emotiv y el robot, obteniendo una precisión del 70%, evaluada según lo que el usuario quería hacer y lo que ejecutaba el robot, donde se muestra que el dispositivo Emotiv es recomendable para su uso en el control de movimientos, ya que entrega buenos resultados de reconocimiento y permite múltiples acciones en tiempo real.

INTRODUCCIÓN

Hoy la innovación en interfaces humano-computador está siendo muy frecuente en la industria, empezando con la consola de juegos Wii® de propiedad de la empresa Nintendo®, con su revolucionario mando inalámbrico que lee movimientos gracias a su sensor integrado de tres ejes [1], por otra parte la Kinect® para Xbox 360® de Microsoft®, donde la interfaz es tu propio cuerpo gracias a su cámara RGB y su sensor de profundidad [2], que detectan los movimientos, entre otros dispositivos en el mercado.

Estas interfaces utilizan la movilidad del cuerpo para la detección, el cual no es el caso de Emotiv EEG® de Emotiv®, que consiste en un casco neuronal de alta resolución con 14 canales y un giroscopio de dos ejes. El dispositivo es inalámbrico y se comunica en radiofrecuencia a una entrada USB del computador, que recibe las señales para su procesamiento [3], lo que permite mediante un ambiente desarrollado obtener las acciones cognitivas, afectivas y expresivas generadas por el usuario y transformarlas en alguna acción a realizar, como puede ser el movimiento de algún dispositivo. En la Figura 1 se puede apreciar el casco.

Existen diversos trabajos en torno a las interfaces cerebro-computador, como por ejemplo el control de un brazo robótico mediante electroencefalografía (EEG) [4], el que utiliza la tecnología Emotiv para controlar el brazo, pero en vez de emplear su software de reconocimiento, utiliza una implementación propia, logrando reconocer más acciones mentales que el propio Emotiv (que posee un máximo de cuatro), pero con una precisión bastante baja (menos del 40% de aciertos).