Implementación y evaluación de un esquema de control mioeléctrico ON/OFF utilizando hardware de bajo coste

Abstract

El desarrollo comercial de hardware de bajo coste que permite desarrollar prototipos y realizar investigaciones en diversos temas ha experimentado un auge muy importante en los últimos años. Ejemplo de ello es el estudio de señales electromiográficas (EMG) utilizando microcontroladores y tarjetas de adquisición de señales con una calidad aceptable y precios asequibles. En este trabajo se plantea la posibilidad de adquirir y procesar señales electromiográficas superficiales utilizando hardware de bajo coste como Arduino y la plataforma e-Health. Para ello, se ha implementado un sistema de control mioeléctrico ON/OFF a partir de movimientos binarios sencillos de la mano tales como: apertura y cierre o flexión y extensión. El sistema se ha evaluado en el control de un cursor en una y dos dimensiones y se ha medido el desempeño mediante la ley de Fitts. Los resultados obtenidos muestran que es posible controlar hasta dos grados de libertad con el sistema de manera robusta a pesar de las limitaciones técnicas de los dispositivos utilizados respecto a sistemas de adquisición comerciales de alto coste.

The development of low-cost commercial hardware that allows developing prototypes and undertake research in several topics has greatly increase in the last few years. An example of this is the study of electromyographic signals using low-cost microcontrollers and acquisition cards. In this work we present the possibility of acquiring and processing surface electromyography using a low-cost hardware such as Arduino and the e-Health platform. To that end, an ON/OFF myoelectric control system has been implemented to classify hand movement pairs such as opening/closing and flexion/extension. The system has been evaluated in the unidimensional and bidimensional control of a cursor and the accuracy has been measured using the Fitt's Law. The results obtained show that it is possible to control up to two degrees of freedom in a reliable way although the technical limitations of the low-cost hardware compared to high-level commercial acquisition systems.