Implementación de un sistema AAC para personas con parálisis cerebral.

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1 Implementación de un sistema AAC para personas con parálisis cerebral. Shing Fung Lam, Fabio Reinoso, Iván Mendoza, Luisa Correa Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería en Sistemas, Resumen: En este proyecto implementaremos un sistema AAC para personas con parálisis cerebral con un nivel cognitivo normal. Este sistema proporciona la capacidad al usuario de comunicarse por medio de una computadora que tendrá distintos dispositivos que pueda controlar para comunicarse a través de un modulador de voz y por medio de un teclado virtual. El sistema es controlado mediante la utilización de una cámara infrarroja que estará ubicada encima de la pantalla de la laptop que permitirá detectar la ubicación de los leds infrarrojos que tendrá el usuario en unos lentes para controlar el puntero del ordenador, también se implementara en la silla de ruedas dos pulsadores en ambos lados de los brazos. Las pruebas del sistema se realizaron luego de una previa selección asesorada por especialistas de UTICI de la UTP. INTRODUCCIÓN En los últimos años el progreso de los cuidados médicos ha sido acelerado, como consecuencia del avance e integración de la medicina y la tecnología para el beneficio de la humanidad; en este proceso la tecnología se ha hecho presente y se ha convertido en protagonista invaluable en la consecución de importantes logros dentro de las tecnologías dirigidas a la inclusión y rehabilitación de personas con discapacidades. Las personas a las cuales va orientado este sistema padecen de parálisis cerebral con un nivel cognitivo normal, además que la condición económica de una gran parte de la población afectada se encuentra dentro de los estratos más desfavorecidos, lo cual hace más difícil el panorama debido a que orientan sus esfuerzos a una forma de vida de mantenimiento y no de rehabilitación. OBJETIVOS Y PROPOSITO DEL TRABAJO Objetivo General: Permitir que el usuario con parálisis cerebral puede mantener una comunicación autónoma con las personas de su entorno. Objetivos Específicos: Realizar un sistema autónomo que se integre a la silla de ruedas del paciente. Integrar nuestro sistema totalmente con SO Windows. Permitir la comunicación oral por medio de un modulador de voz y escrita mediante un editor de texto. Desarrollar un teclado virtual del tipo arrastre con predicción de palabras. Permitir el control del puntero del ordenador por medio de la cámara infrarroja del control Wii Remote.

2 DESARROLLO Y METODOLOGÍA El desarrollo e implementación del sistema se dividirá en varias etapas: Análisis y Requerimientos. Diseño. Desarrollo y Construcción. Implementación y Pruebas del Software. Etapa de Análisis y Requerimientos En esta etapa del proyecto identificamos las necesidades de los usuarios y los requerimientos descritos dentro de la problemática que vamos a resolver. En esta fase realizamos diferentes actividades en conjunto con la Unidad de Tecnología e Información y Comunicación para Inclusión de la Universidad Tecnológica de Panamá en donde realizamos: Una previa selección de los posibles usuarios para el levantamiento de las necesidades y requerimientos del sistema. Una visita a los usuarios seleccionados pare realizar el levantamientos de necesidades y requerimientos del sistema. Una evaluación de las diferentes tecnologías que podíamos utilizar para la resolución de la problemática observada. Etapa de Diseño Una vez evaluadas las diferentes tecnologías para solventar la problemática especificada en la etapa anterior del proyecto se decidió: Diseñar un sistema que se adapte a las necesidades del usuario. Utilizar dispositivos de bajo costo y de fácil implementación. Integrar el sistema a la silla de ruedas del usuario, que es donde pasa la mayor parte del tiempo. Dotar de una buena usabilidad al sistema en la interacción del usuario con los dispositivos. Integrar la interfaz dentro del sistema operativo Windows. Etapa de Desarrollo y Construcción Una vez concebido el diseño final de la aplicación realizado en la etapa anterior del proyecto se procedió a la construcción de los prototipos y el desarrollo de las interfaces propias del sistema, en donde: Software: Desarrollar el programa principal que contendrá las aplicaciones del teclado virtual, editor de texto, modulador de voz y configuraciones generales. Desarrollar el teclado virtual de tipo arrastre con predicción de palabras. Desarrollar el módulo de control del puntero del ordenador con el Wii Remote y de los pulsadores instalados en la silla de ruedas. Implementar dentro del sistema un modulador de voz.

3 Hardware: Adecuación de la silla de ruedas para que tenga soporte para una laptop. Instalar un pulsador en cada brazo de la silla de rueda del usuario. Fabricar unos lentes con leds infrarrojos. Etapa de Implementación y Pruebas del Software Una vez terminada la fase de desarrollo y construcción del sistema se pasará a una etapa crítica en la evolución de nuestro proyecto, que será la fase de implementación y pruebas del software con los usuarios finales de nuestra aplicación, esta etapa se desarrollara en base a varias actividades como: Realizar pruebas directas con los usuarios finales con el fin de recibir retroalimentación. Realizar los ajustes necesarios en los sensores y silla de ruedas, después de la implementación y pruebas del software. DISCUSIÓN DE RESULTADOS, APORTACIONES Y CONCLUSIONES primero de ellos permite conocer el caso del paciente, el tipo y nivel de la lesión, sus limitaciones y condiciones generales. El segundo se aplica después que el paciente ha manejado el sistema, para conocer su opinión sobre la usabilidad y utilidad, recomendaciones y posibles dificultades encontradas. Por medio de la UTICI se logró contactar con varios usuarios para el uso de nuestro sistema. Se realizaron visitas a sus aulas de clases, se instaló el sistema y las adecuaciones en silla de ruedas. Los usuarios utilizaron el sistema y su opinión quedó consignada en el formulario junto a un pequeño análisis de cada caso. En las pruebas de campo se encontró que los usuarios comprendieron rápidamente el funcionamiento del sistema, la interfaz les pareció sencilla y fácil de manipular. Durante las visitas a los usuarios se encontró que estas personas tienen mucho interés en las tecnologías o dispositivos que les ayuden en su actividad cotidiana. Su principal y repetitiva recomendación fue reducir los costos de la tecnología, puesto que los gastos que implica la discapacidad son muy elevados y en muchos casos los ingresos familiares son bajos. Cabe destacar que la implementación de sistemas similares en otras partes del mundo resulta ser muy costosa a comparación de nuestro sistema. Aportaciones: Resultados: Para determinar el grado de beneficio que pueden recibir los usuarios de nuestro sistema, se elaboraron dos formularios. El

4 Se logró desarrollar un programa principal que aloja las funciones principales del sistema. Se logró implementar un prototipo de costo reducido y amplia funcionabilidad con un bajo consumo de energía. Se logró la implementación exitosa del sintetizador de voz y editor de texto. Conclusiones: implementarse a nivel nacional. El prototipo está diseñado para personas con parálisis cerebral pero los principios de la tecnología están enfocados para ser adaptados fácilmente a otro tipo de discapacidades. Las personas discapacitadas en Panamá requieren urgentemente tecnologías sencillas para mejorar su calidad de vida, y en la actualidad contamos con la capacidad humana y los conocimientos necesarios para realizarlas. En el mercado nacional se pueden adquirir algunas herramientas de rehabilitación e inclusión, pero su acceso está limitado a ciertas instituciones y no son de fácil acceso para la mayoría de las personas. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Este proyecto es el primer paso en la realización de tecnología de asistencia de bajo costo, alta funcionabilidad y cubrimiento de diversos tipos de discapacidades; dando énfasis en la reducción de costos, el sistema puede ser adquirido por una parte de la población del país con problemas de parálisis cerebral, sin embargo una gran cantidad de estas personas pertenece a las clases menos favorecidas y no tienen la capacidad económica para adquirir este tipo de sistemas que mejoran su calidad de vida. Dado los resultados obtenidos con este sistema se proyecta un gran beneficio que pueden recibir las personas discapacitadas si el sistema logra 1. Página Web del IPHE, Obtenida el 15 Octubre de 2010 de 2. Página Web Sobre la Aplicación del Wii Remote, Obtenida el 25 Mayo de 2011 de 3. Nahir de Salazar, Yuri Ferrer, Irma Toro; Comunicación Aumentativa y Alternativa Mediante tecnologías de Apoyo para Personas Discapacitadas; Consultado el 13 de Junio de 2010 de age/ted/articulos/ted13_13arti.pdf 4. Cristina Larraz Istúriz; La Comunicación Aumentativa; Consultado el 13 de Junio de 2010 de 5. Raskin, J. (Julio 7-9, 2004). We Are All Blind: Cognetics and the

5 Designing of Interfaces for Accessibility. Proceedings of the 9th International Conference, ICCHP Paris, Francia. 6. Centeno Torres, D. (1999): "Cuesta arriba la Educación Especial" - Universidad de Puerto Rico. 7. Murazzo, M.-Sirvente A. - Estrategias de desarrollo de Software para Apoyo a la Educación Especial - Universidad Nacional de San Juan - CIIEE Pavón Rabasco,F-Ordóñez Sierra,R.(1999):Las nuevas Tecnologías como recursos de apoyo para el aprendizaje de las personas con necesidades educativas especiales Internet Sánchez M.,R. (1997): Ordenador y Discapacidad CEPE (Madrid) 9. J.R Wolpaw et al., Braincomputer interface technology: A review of the first international meeting, IEEE Trans. Rehab. Eng. Vol. 8, pp , Junio Lehtonen, J. EEG-based computer interface. Master's Thesis. Helsinki University of Technology- Department of Electrical and Communications Engineering, Farwell L.A., Donchin E. Talking off the top of your head: toward a mental prosthesis utilizing eventrelated brain potentials. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 70, , Wolpaw J., Birbaumer N., Mc Farland D., Pfurtscheller G., Vaughan T. Brain Computer Interface for communication and control. Clinical Neurophysiology, 113, , Frases Claves: AAC (Comunicación Aumentativa y Alternativa), SO (Sistema Operativo), UTICI (Unidad de Tecnología e Información y Comunicación para Inclusión), UTP (Universidad Tecnológica de Panamá). Nivel de formación requerido de los asistentes: Introductorio

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