DESARROLLO DE UN INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA MEDIANTE SENSORES INALÁMBRICOS BASADOS EN DISPOSITIVOS COMERCIALES (WIIFIT)

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1 DESARROLLO DE UN INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA MEDIANTE SENSORES INALÁMBRICOS BASADOS EN DISPOSITIVOS COMERCIALES (WIIFIT) HUMAN-MACHINE INTERFACE DEVELOPMENT WITH COMMERCIAL WIRELESS SENSOR DEVICES (WIIFIT) Autor: Fernández de la Hoz Valiente, Carlos. Director: Contreras Bárcena, David. Entidad Colaborada: ICAI Universidad Pontificia Comillas MADRID JUNIO 2011

2 RESUMEN Este proyecto ofrece una solución de interfaz hombre-máquina por medio de uno de los dispositivos utilizados en los juegos de la consola Wii como es la Wii Tabla, o por su denominación más extendida en inglés Wii Balance Board (comercializado en un paquete denominado WiiFit que incluye un juego y la propia tabla). Está orientado a la actuación mediante los pies y por tanto puede suponer una solución a la comunidad de personas con discapacidad total o limitada en los brazos y manos. El trabajo consiste en el desarrollo de un dispositivo para interactuar con máquinas que puedan servir para la asistencia en el hogar de personas con movilidad reducida, en especial para personas con discapacidad en los miembros superiores o personas de edad avanzada con dificultades en la movilidad de brazos y manos. Se ha hecho uso de la tecnología de la Wii Balance Board (WiiFit), una plataforma que, mediante sensores de medición de peso, puede generar movimientos a partir del peso que se le aplique y esa información se transmite mediante señales de radio y utilizando dispositivos y aplicaciones de Bluetooth para poder capturar y recibir la señal de la plataforma en un ordenador. Como lenguaje de programación se ha empleado Java, ya que incluye varias librerías y clases para conectarse con la plataforma desde el ordenador, y es un lenguaje orientado a objetos, lo cual es recomendable para crear el código de aplicación que sea fácil de mantener y extender en un futuro. Se han realizado dos aplicaciones bien diferenciadas. Ambas son capaces de comunicarse con la plataforma y de recibir los datos de las mediciones para determinar la posición de un punto en la pantalla (Centro de gravedad).

3 La primera aplicación permite crear el punto y desplazarlo por la pantalla y con el que se puede controlar el icono del ratón con la plataforma WiiFit como sustituto del ratón original y hacer clicks para abrir ficheros o carpetas. La segunda crea una pantalla que imita al mando a distancia de una TDT (o televisor digital), utilizando la plataforma para desplazar el centro de gravedad, se puede apretar a cualquiera de los botones y ver como hacen su función de modo que también sirva como mando para el manejo de un TDT (o televisor digital), aunque en este caso solo servirá como simulación para que en un futuro trabajo sea posible conectarse a la TDT. Esto podría a demás extenderse para el control desde la Wii Balance Board de las funciones domóticas disponibles en toda la casa por cambios de modo con distinta disposición de botones virtuales en la tabla para cada función domótica.

4 En definitiva, este proyecto ha contribuido a desarrollar una aplicación que resulta adaptable para cualquier hogar por su sencillo manejo, y puede servir de asistencia a personas discapacitadas. Se ha conseguido una comunicación directa entre el usuario y la máquina, de modo que le resulte fácil de manejar sin tener un elevado nivel de conocimientos tecnológicos. Se espera que en un futuro no muy lejano muchas personas puedan utilizar estos programas en sus hogares y llevar una vida más sencilla y cómoda.

5 ABSTRACT The aim of this project is to develop a device that can be connected with other machines to provide assistance to people with physical impairment in their arms, or upper limbs disability, or with very limited mobility in their arms and hands like elderly people. The application development has been based on the Wii Balance Board (WiiFit) technology, a board that, with the use of force sensor devices, can create movements depending on the weight you put on the board and that information is transferred by radio via Bluetooth devices and applications to capture and receive the board`s radio waves into a computer. For the software design I have used the Java programming language, since there are several libraries and packages Java based to connect the board with the computer, and also because it s a language fully compliant with OOP (Object Oriented Programming) which is highly recommended to write the application`s code to be maintained and extended in future upgrades. This has made possible the development of two program applications, both of them able to communicate with the balance board to receive the weights in order to calculate the position of the driver point (Center of Gravity). The aim of the first application is to have a full control of the PC just by driving the gravity center over the balance board using the feet movements with the pressure on it. It allows the user to displace that point throw the screen and with that you can also take the control of the Windows mouse icon and move it throw the screen with the WiiFit board as a substitute of the original mouse and make click to open application files or folders, even to write using an on-screen keyboard.

6 The second application creates a frame that looks like an IR remote control DVB, using the board to capture the Gravity Center and display it in a rectangular area, you can step on any of the predefined buttons (DBV control functions) there defined and watch how they work as if the application was the same as the real IR remote control DVB, although in this case it only works as a simulation. For future works it could be possible to connect it to a real DVB box (or TV set) by providing the appropriate hardware to send the infra red commands to it. Given the flexibility of the structure of the produced software it could be extended to implement a full control from the Wii Balance Board of the all the domotics services available in a house.

7 In conclusion, I think this project has contributed to the development of new and easy way to control home devices for people with physical impairment in their arms, or upper limbs disability, or with very limited mobility in their arms and hands like elderly people, although there still so much work to do before it can be completely useful for home assistance. We hope that in a future, not so far away, many people will be able to us this program or its derivatives in their homes and experiment a easier and comfortable way of life.

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