Implementación de un prototipo de prótesis de mano usando el método BCI no invasivo a través de estímulos endógenos.

En el presente trabajo de titulación se desarrolló un prototipo de prótesis de mano controlada con un dispositivo interfaz cerebro computador (BCI) no invasivo, con el propósito de ayudar a la investigación en pacientes que no poseen dicho miembro y presentan problemas de músculo atrofiado en su extremidad, inutilizando el uso de prótesis mioeléctricas. Durante el desarrollo del trabajo se realizó el diseño de la prótesis de mano en software SolidWorks, teniendo en cuenta las dimensiones de los componentes electrónicos que son insertados dentro de la prótesis; para lo que se utilizaron cinco motores de corriente continua (DC) los cuales ejercen la función de movilidad independiente de cada dedo y un servomotor que otorga un movimiento extra al pulgar, para los mismos se diseñó un sistema de control de posición programado en un microcontrolador que permitió a la prótesis de mano efectuar la acción de apertura y cierre. Posteriormente se realizó una etapa de entrenamiento con el dispositivo BCI Emotiv Insight, el cual permitió escoger la señal de activación de estímulo endógeno, para transformar un gesto facial o estado mental en una acción de tiempo real, lo cual permitió la apertura y cierre de la prótesis de mano. Obteniendo como resultados por el método experimental un 90,85% de semejanza en la medición antropomórfica con la mano real y un 80,70 % de exactitud con respecto al rango de movilidad real de los dedos. Se analizó el tiempo de respuesta entre los dispositivos de encefalografía Emotiv Insight y MindWave, obteniendo que Emotiv tiene un mejor tiempo de respuesta, siendo la diferencia entre los tiempos de 19,6 segundos. El presente trabajo de titulación posee un costo de 1590,4 dólares que es relativamente bajo en comparación a prótesis mioeléctricas comerciales. Es recomendable realizar estudiosIn the present work of titration, a prototype of a hand-held prosthesis with a non-invasive brain-computer interface (BCI) was developed, with the purpose of helping research in patients who do not have said member and presents atrophied muscle problems in its extremity, disabling the use of myoelectric prostheses. During the development of the work, the design of the hand prosthesis was carried out in the SolidWorks software, taking into account the dimensions of the electronic components that are inserted into the prosthesis; for which five continuous current motors (DC) were used which exert the function of independent mobility of each finger and a servomotor that grants an extra movement to the thumb, for this a programmed position control system was designed in a microcontroller that allowed the hand prosthesis to perform the opening and closing action. Subsequently, a training stage was carried out with the BCI Emotiv Insight device, which allowed the activation signal of the endogenous stimulus, to transform a facial gesture or mental state into a real-time action, which allowed the opening and closing of the prosthesis hand. Obtaining as a result the experimental method a 90.85% similarity in the anthropomorphic measurement with the real hand and an 80.70% accuracy with respect to the range of the real mobility of the fingers. The response time between the Emotiv Insight and MindWave encephalography devices was analyzed, obtaining that Emotiv has a better response time, being the difference between the times of 19.6 seconds. The present titration work has a cost of $ 1590.4, which is relatively low compared to commercial myoelectric prostheses. It is advisable to conduct studies with other BCI devices in order to contribute to similar investigations