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Diseño Y Desarrollo De Un Prototipo Basado En Visión Artificial Y Lógica Difusa Para Identificar Procesos De Representación Espacial En Discapacitados Visuales Que Utilizan Este Dispositivo Como Ayuda Aumentativa
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El proyecto esta orientado a identificar la evolución de la representación espacial de ciegos congénitos a través de un sistema mecánico compuesto por visión artificial, lógica difusa y sensores infrarrojos.

Este proyecto de investigación se desarrolló para alcanzar dos objetivos principales: en primera instancia diseñar un dispositivo mecatrónico para la representación espacial de invidentes DMREI, y, por otro lado para caracterizar las estrategias de orientación activadas por los usuarios cuando usan este dispositivo y cuando usan un bastón como herramienta de orientación principal.

OBJETIVOS.
Objetivo General

Describir la evolución cognitiva de la representación espacial de personas discapacitadas visuales con ayuda de un transductor que convierte señales infrarrojas y de croma en sensaciones hápticas.

Objetivos Específicos

• Diseñar un sistema mecatrónico que articule visión artificial, lógica difusa, tratamiento de señales, circuitos electrónicos a escala VLSI, mecánica y software, capaz de sensar información del medio para detectar colores y objetos monocromáticos del entorno.

• Probar la eficacia del transductor que convierte señales infrarrojas y de croma en sensaciones hápticas en términos de su alcance y ángulo de barrido en la detección de objetos monocromáticos.

• Evaluar el proceso de representación del espacio que el discapacitado visual construye de su entorno utilizando el dispositivo tecnológico.

• Construir y evaluar un modelo de entrenamiento que garantice la representación cognitiva del mundo por parte del discapacitado visual con el uso del dispositivo tecnológico.

PREGUNTA DE INVESTIGACION

El problema de esta investigación se enmarca en la eficacia del dispositivo mecatrónico como ayuda aumentativa en la representación que del mundo se hacen los discapacitados visuales.
En este sentido, se hace necesario en primera instancia, evaluar la arquitectura y capacidad del dispositivo y, su incorporación en el sistema de representación espacial del invidente. En segunda instancia, describir la evolución cognitiva del sujeto en términos de la taxonomía de las operaciones mentales para aumentar los niveles de movilidad y orientación. En tercera instancia, evaluar el nivel de aprendizaje que alcanzan los sujetos en cada uno de los problemas que se presentan en el modelo de entrenamiento.

MARCO TEORICO
REPRESENTACION ESPACIAL

A través de los diferentes sistemas sensoriales, los seres humanos se hacen representaciones mentales estructuradas de los entornos que los rodean, (llamadas mapas cognoscitivos) o mas bien:” …un proceso compuesto de una serie de transformaciones psicológicas por las cuales un individuo adquiere, codifica, almacena, recuerda, y descifra información sobre las situaciones relativas y los atributos de fenómenos en su ambiente espacial cotidiano”.

LA MOVILIDAD EN AUSENCIA DE VISION

El proceso de movilidad implica una intrincada interrelación de tipo cognitivo y sensorio motriz. El sujeto desarrolla sus propias heurísticas, en donde las características de las señales que está recibiendo le informan en todo momento: la orientación que lleva, qué elementos están a su alrededor y donde se encuentran dichos elementos, permitiendo que active sus propias estrategias para la toma de decisiones de la ruta que desea llevar o el destino a donde desea arribar.

METODOLOGÍA
REGISTRO A TRAVÉS DE PROTOCOLOS VERBALES

El trabajo experimental llevado a cabo en esta investigación, permite utilizar el análisis de protocolos verbales como metodología para estudiar el proceso de ubicación espacial de objetos en recintos cerrados y en la identificación de algunos colores (amarillo, rojo, verde y azul). El investigador registra en forma magnética lo que el sujeto expresa en voz alta a medida que resuelve el problema.
La investigación se orienta a identificar los procesos de ubicación espacial de objetos e identificación de colores en los mismos. El problema consiste en identificar y establecer las diferentes estrategias utilizadas por personas discapacitadas (invidentes) para ubicar objetos en el espacio e identificar sus respectivos colores, utilizando como medios de comunicación el bastón, brazos, manos, entre otros, y el dispositivo tecnológico diseñado especialmente para esta investigación. Igualmente se tuvieron en cuenta los estudios de Goel & Pirolli (1993) en cuanto al ambiente de la tarea y el espacio del problema en la solución de problemas débilmente estructurados.

AVANCES
DISEÑO DEL DISPOSITIVO TECNOLÓGICO

El Dispositivo Mecatrónico para Representación Espacial en Invidentes (DMREI) es un sistema mecatrónico diseñado para que los discapacitados visuales puedan identificar objetos a diferentes alturas en entornos cerrados y discriminar sus respectivos colores en una escala monocromática
Para esta investigación se decidió tomar la región abdominal como la zona más adecuada para la estimulación de los receptores sensoriales cutáneos ubicados entre los dermatomas T8 a T10 aproximadamente, a través de la matriz de detección.

ARQUITECTURA DEL DISPOSITIVO TECNOLOGICO

El sistema está compuesto por: unas gafas donde se encuentra los transductores de entrada al sistema (cámara CCD e infrarrojos), una matriz de detección que entrega señales al sentido háptico, una batería, un computador y dos sistemas microcontrolados para el procesamiento de señales.
La cámara CCD ingresa la señal de video al módulo de visión artificial, donde procesa la señal de croma, para posteriormente mandarla al driver (amplificador) de croma; encargándose de activar los transductores de salida pertenecientes a la matriz de detección (bloque de croma).
La otra entrada de información es determinada por tres sensores infrarrojos colocados al frente, lado izquierdo y lado derecho del casco. Esta señal es procesada por un microcontrolador, encargado de activar los solenoides ubicados en la parte superior de la matriz de detección.
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