Maestría en Ingeniería de Sistemas e Informática

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Browsing Maestría en Ingeniería de Sistemas e Informática by browse.metadata.advisor "Archila Diaz, John Faber"

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    Estudio del movimiento de una extremidad inferior implementando un modelo computacional, por medio de cinemática robótica, procesamiento de señales y tecnología tipo mems
    (Universidad Industrial de Santander, 2012) Gómez Hernández, Andrés Eduardo; Archila Diaz, John Faber
    La discapacidad a nivel mundial está alcanzando proporciones considerables, demostrando que este problema, puede ser padecido por cualquier persona, en algún momento de su vida. Las personas que padecen de algún tipo de discapacidad, son vulnerables al contexto social en el que se desenvuelven, entre otros aspectos, por la relación estrecha que existe entre esta y la pobreza extrema, motivo por el cual son frecuentemente discriminadas. La investigación en discapacidad es esencial para su comprensión pública. Esta debe contribuir con el desarrollo de nuevas técnicas y tecnologías que ayuden a la rehabilitación de un paciente, proporcionándole herramientas a los especialistas para la detección y el diagnóstico. Uno de los campos específicos, en los que se ha venido trabajando en los últimos años, es en la cuantificación del movimiento humano, por medio de herramientas para el análisis cinemático, que permitan al especialista diagnosticar, y ver la evolución de la terapia aplicada a los pacientes con algún tipo de discapacidad por movimiento. Por otra parte, con el desarrollo progresivo de los dispositivos para el sensado del movimiento, se han encontrado nuevas técnicas que estudian de forma directa el movimiento del cuerpo humano, aprovechando la experiencia y el conocimiento logrado en el campo de la robótica industrial. Los acelerómetros tipo MEMS, son parte de los dispositivos que permitirán la cuantificación del movimiento, teniendo en cuenta algunas de sus características fundamentales como el número de ejes, sensibilidad y consumo entre otros. El modelo computacional desarrollado en este proyecto, utiliza los conceptos matemáticos de la cinemática de robots manipuladores, para desarrollar un modelo cinemático directo que permita describir y estudiar el movimiento de una extremidad inferior humana. Los ángulos que necesita este modelo, serán proporcionados por medio de la cinemática inversa establecida para una extremidad inferior en dos planos del cuerpo humano, el sagital y el frontal. El punto espacial requerido para el cálculo de los ángulos de las articulaciones en la cinemática inversa, es obtenido por medio del procesamiento de las señales adquiridas del acelerómetro triaxial MMA 7341L del fabricante Freescale. Las señales son filtradas por medio de la aplicación de la transformada Wavelet, la implementación de algunos algoritmos como el filtro mecánico, la integración de las señales para conocer la posición espacial y el ajuste de las señales por motivo de los errores de desviación. Como resultado de este trabajo se desarrolló una herramienta, con la cual a partir de la señal de un acelerómetro es posible obtener la posición de la extremidad inferior y los ángulos de las articulaciones, aportando a los procedimientos de diagnóstico actuales.
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    Modelamiento de los patrones de movimiento presentes en la marcha humana a partir del análisis de siluetas adquiridas en ambientes con iluminación no contralada empleando técnicas de inteligencia artificial
    (Universidad Industrial de Santander, 2014) Sanabria Sarmiento, John Jairo; Archila Diaz, John Faber
    De acuerdo con estadísticas oficiales un 15% de la población mundial sufre de alguna discapacidad, estando un 3% de los casos asociados al movimiento. Considerándose la discapacidad como un motivo de preocupación dada su creciente aparición debido a diversas causas. Adicional debe señalarse que a nivel mundial, el hecho de presentar una discapacidad dificulta a la persona alcanzar una calidad de vida aceptable. Siendo esencial el desarrollo de investigaciones acerca de la reducción del impacto de la discapacidad y la detección temprana de esta, a través del desarrollo de técnicas y herramientas tecnológicas que faciliten el registro y seguimiento de manera objetiva durante la rehabilitación de un paciente, para el presente documento se considera el análisis de la marcha humana relacionado con las terapias de rehabilitación. Partiendo del hecho que el uso de técnicas basadas en el contacto puede llegar a alterar el patrón de movimiento natural de la persona, en el presente documento se propone un sistema de análisis de movimiento basado en imágenes, específicamente siluetas, a través de técnicas de inteligencia artificial. Como metodología de trabajo se divide el problema en subprocesos implementando los algoritmos de las posibles soluciones, identificadas durante la revisión bibliográfica, a fin de determinar la técnica/algoritmo adecuada. A partir de la valoración a través de métricas cuantitativas de las técnicas revisadas en cada etapa se selecciona la de mejor comportamiento ajustándola a las necesidades del proyecto, a fin de ser parte de la solución propuesta a fin de obtener una herramienta de utilidad en el entorno de la problemática observada, el trabajo resultante presenta una solución aplicable, con perspectivas para apoyar el análisis de la marcha y ser usado en el análisis de otros movimientos del ser humano, luego de la realización de los ajustes necesarios.