Prototipo de mano robótica controlada mediante el procesamiento de señales cerebrales utilizando redes neuronales recurrentes

Abstract

Las señales generadas por la actividad eléctrica producida en el cerebro humano, además de ser utilizadas en el área de medicina para el diagnóstico de enfermedades, pueden ser de gran ayuda en otros campos, como lo son las ciencias computacionales. Esta investigación propone la utilización de señales cerebrales como mecanismo de control, empleando técnicas de inteligencia artificial. La misma tiene como objetivo principal construir un prototipo de una prótesis de mano robótica impresa en 3D, controlada a través del procesamiento de señales cerebrales, utilizando redes neuronales recurrentes. Mediante una metodología de prototipado se entrenaron y compararon tres arquitecturas distintas de redes recurrentes (RNN simple, LSTM y GRU), entrenadas a partir de datos de trece personas, utilizando el sensor no invasivo Mindwave Mobile 2 para la adquisición de estos. La primera versión, desarrollada en un periodo aproximado de tres meses, alcanzó una precisión del 77% al clasificar nuevas muestras utilizando el modelo de red GRU. Este prototipo, al ser una primera aproximación y requerir mayor tiempo de investigación y desarrollo, puede ser de gran utilidad a futuro para personas que así lo necesiten, brindándoles una mayor calidad de vida.

Keywords

• aprendizaje automático, electroencefalografía, interfaz cerebro-computador, prótesis robótica en 3d, redes neuronales recurrentes.