Sistema y procedimiento de supervisión del bienestar afectivo.

Sistema de supervisión del bienestar afectivo que comprende:

- al menos un sensor

(1) portátil, configurado para medir al menos una señal fisiológica de un usuario;

- medios lógicos (2) configurados para recibir dicha al menos una señal fisiológica medida, para detectar un cambio emocional de acuerdo a dicha señal, y para generar instrucciones para un dispositivo externo (3) de acuerdo al cambio emocional detectado;

- primeros medios de comunicación, configurados para conectar dicho al menos un sensor (1) portátil y los medios lógicos (2);

- segundos medios de comunicación, configurados para conectar los medios lógicos (2) con el dispositivo externo (3) y para enviar las instrucciones generadas a dicho dispositivo externo (3); caracterizado porque los medios lógicos (2) comprenden una memoria (7) y porque los medios lógicos (2) están adaptados para:

- si un bloque de datos de la señal medida es clasificado como un estado fisiológico neutro, almacenar en la memoria (7) dicho bloque de datos clasificado como un estado fisiológico neutro, y;

- detectar el cambio emocional comparando cada bloque de datos entrantes de la señal fisiológica medida con el último bloque de datos almacenado en la memoria (7) de dicha señal, clasificado como un estado fisiológico neutro.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/067641.

Solicitante: FUNDACION TECNALIA RESEARCH & INNOVATION.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LEÓN VILLEDA,ENRIQUE EDGAR, MONTALBÁN PONTESTA,IRAITZ, GARZO MANZANARES,AINARA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/16 (Dispositivos para test psicotécnicos (utilizando aparatos de enseñanza o educación G09B 1/00 - G09B 7/00 ); Determinación de los tiempos de reacción)

PDF original: ES-2466366_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema y procedimiento de supervision del bienestar afectivo Campo de la invención La presente invencion se refiere al campo de la psico-fisiologia aplicada.

Antecedentes de la invención - tecnica relacionada La relacion entre las emociones y la salud ha sido ampliamente investigada e inequivocamente documentada. Ha sido confirmado que las emociones negativas estan vinculadas con mayores riesgos de padecer un cierto numero de enfermedades inmunologicas y cardiovasculares, y tambien pueden contribuir a cambios desfavorables del comportamiento que llevan a una morbidez creciente. La repeticion continua de tales emociones desfavorables en el 10 individuo puede llevar al desarrollo de la depresion clinica y de otros desordenes perjudiciales, mentales o afectivos. Las emociones positivas, por otra parte, ayudan no solamente a proteger contra las secuelas cardiovasculares de las emociones negativas, sino tambien a mejorar la recuperacion quirurgica y a contribuir para una longevidad enriquecida. Parece por tanto evidente que, al paliar emociones desagradables, se puede mejorar las condiciones de salud y el bienestar general de una persona. Esto podria conllevar relevancia especifica en la vejez, donde las consecuencias adversas de afectos desagradables podrian ser adicionalmente exacerbadas debido a numerosos factores de estres emocional que surgen con la edad, tales como el dano a la confianza en si mismo, el aislamiento, la discapacidad, la discriminacion, la perdida de independencia, la falta de movilidad, el temor a la muerte, las enfermedades cronicas o el alcoholismo u otro abuso de sustancias toxicas.

Las emociones han sido estudiadas tradicionalmente usando instrumentos como los auto-cuestionarios, la observacion del comportamiento, las tecnicas proyectivas y el analisis de parametros faciales, verbales o fisiologicos. Estas ultimas tecnicas han sido adoptadas en los anos recientes por tecnologos con el fin de una interaccion mejorada entre el hombre y la maquina, mayores niveles de personalizacion en los sistemas informaticos y una respuesta emotiva. En la deteccion de emociones faciales, se usan camaras de video y sistemas de procesamiento de imagenes para identificar emociones, en base a las relaciones espaciales y geometricas de los ojos, las cejas y la boca. La deteccion de emociones verbales, por otra parte, se apoya en la idea de que formas especificas de entonacion transmiten informacion acerca del estado emocional actual del orador. Finalmente, la deteccion de emociones fisiologicas calibra los cambios que provocan los fenomenos afectivos en un cierto numero de senales del cerebro y del sistema nervioso autonomo (SNA) y, por tanto, comparte raices comunes con el campo de la psico-fisiologia, un area de la indagacion cientifica que investiga las relaciones entre los cambios fisiologicos y los fenomenos cognitivos y emocionales. Aunque los procedimientos de reconocimiento de emociones faciales y verbales han avanzado en gran medida en los anos recientes, su funcionamiento esta aun principalmente acotado a entornos experimentales donde puedan darse las estrictas condiciones para la adquisicion de datos faciales y verbales. Por el contrario, la posibilidad de recoger continuamente datos mientras la persona acomete las actividades de la vida diaria es lo que hace la deteccion de emociones fisiologicas mas atractiva, para los interesados en estudiar o detectar las emociones en la vida diaria, que los enfoques faciales o verbales.

Por ejemplo, el documento US 2003 / 139654 sugiere la utilizacion de un clasificador de maquina vectorial de soporte (SVM) , basado en tres senales fisiologicas, a saber, el ElectroCardioGrama, la conductividad de la piel y la temperatura, para clasificar cuatro emociones: tristeza, ira, tension y sorpresa. El documento US 6.656.116 B2 presenta otro sistema de deteccion de emociones fisiologicas que identifica las emociones en base a diferencias estadisticas de valores medios calculados a partir de un cierto numero de senales fisiologicas.

Tambien se sabe que pueden usarse mediciones fisiologicas alternativas, tales como la respuesta galvanica de la piel (GSRe) , la temperatura de la piel y el ritmo cardiaco. Adicionalmente, las senales normalizadas pueden ser empleadas en lugar de las caracteristicas estadisticas.

En otro ejemplo mas, el documento US 6190314B1 revela un entorno informatico adaptable basado en informacion 45 emocional estimada a partir de senales fisiologicas adquiridas a traves de un raton de ordenador. Seis clases emocionales son identificadas usando datos adquiridos a partir de la actividad somatica (movimiento del raton) , la resistencia de la piel, la temperatura de la piel y el ritmo cardiaco.

Se sabe que ha sido usada una amplia variedad de mediciones fisiologicas para detectar estados emocionales, tales como la respuesta galvanica de la piel (GSRe) , la presion del volumen sanguineo (BVP) , el ritmo cardiaco (HR) , el 50 electromiograma (EMG) , la conductividad de la piel (SC) , la amplitud y el ritmo de la respiracion (RESP) , el electrocardiograma (ECG) , el componente vertical del electrooculograma (EOG) , el elemento tonico y fasico de la actividad electrodermica (EDA) , etc. Tambien han sido usados distintos enfoques matematicos para tratar estas mediciones, incluyendo caracteristicas estadisticas conjuntamente con Modelos Ocultos de Markov (HMM) , redes neuronales, maquinas vectoriales de soporte (SVM) , la cuantizacion vectorial del aprendizaje dinamico en lotes (DBLVQ) y los arboles de decision (DT) , las combinaciones de Analisis Discriminante Lineal y Cuadratico y la prueba secuencial de razones de probabilidad (SPRT) .

Pueden mencionarse otros enfoques que ilustran la tecnica anterior en la deteccion de emociones. El documento US

5.50º.291 se refiere a un procedimiento para detectar remotamente las emociones usando la cantidad de energia reflejada por el cuerpo de una persona. El documento US 2008 / 221401 describe un procedimiento para realizar detecciones de emociones fisiologicas usando la estimulacion emocional continua a fin de determinar valores de referencia. El documento US 5.601.090 revela una invencion para identificar y cuantificar un cierto numero de estados emocionales (llamados estados somaticos) usando bandas de frecuencia aplicadas sobre una red neuronal. El documento US 5.6º6.138 esboza un sistema de multimedios que mide, analiza, almacena y exhibe respuestas emocionales a un cierto numero de estimulos afectivos pre-especificados, usando una medida estadistica llamada el Puntaje-z. El documento WO 2008 / 129356 determina el estado afectivo de una persona usando simultaneamente las propiedades oculares y el punto de fijacion visual. El documento US 6.609.024 revela un procedimiento para medir la valencia emocional usando senales de ondas cerebrales. Se calcula una razon de asimetria entre las senales cerebrales de los hemisferios izquierdo y derecho y se proporciona a una red neuronal que a continuacion determina si una persona es emocionalmente positiva o negativa. Otro procedimiento para detectar la valencia emocional usando senales cerebrales esta revelado en el documento US 6.021.346. En esta ocasion, el aumento, o la reduccion, a lo largo del tiempo en la potencia relativa de una sub-banda de una banda de frecuencia especifica en las senales de un Electroencefalograma (EEG) se usa para detectar emociones. El documento US 200º / 0192108 revela un sistema para exhibir una emocion en base al analisis de las senales vocales.

Pueden hallarse invenciones adicionales referidas a la deteccion de emociones en un grupo de dispositivos que pertenecen al area de la bio-retroalimentacion y la monitorizacion fisiologica. Observese que, aunque la mayoria de los sistemas de bio-retroalimentacion se centran en proporcionar informacion fisiologica a una persona con el fin de prestar soporte... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de supervision del bienestar afectivo que comprende:

- al menos un sensor (1) portatil, configurado para medir al menos una senal fisiologica de un usuario;

-medios logicos (2) configurados para recibir dicha al menos una senal fisiologica medida, para detectar un cambio emocional de acuerdo a dicha senal, y para generar instrucciones para un dispositivo externo (3) de acuerdo al cambio emocional detectado;

-primeros medios de comunicacion, configurados para conectar dicho al menos un sensor (1) portatil y los medios logicos (2) ;

-segundos medios de comunicacion, configurados para conectar los medios logicos (2) con el dispositivo externo (3) y para enviar las instrucciones generadas a dicho dispositivo externo (3) ; caracterizado porque los medios logicos (2) comprenden una memoria (º) y porque los medios logicos (2) estan adaptados para:

-si un bloque de datos de la senal medida es clasificado como un estado fisiologico neutro, almacenar en la memoria (º) dicho bloque de datos clasificado como un estado fisiologico neutro, y;

-detectar el cambio emocional comparando cada bloque de datos entrantes de la senal fisiologica medida con el ultimo bloque de datos almacenado en la memoria (º) de dicha senal, clasificado como un estado fisiologico neutro.

2. Sistema de acuerdo a la reivindicacion 1, en el cual los medios logicos comprenden adicionalmente un detector (9) de puntos de cambio secuencial y no parametrico.

3. Sistema de acuerdo a la reivindicacion 1, en el cual los medios logicos comprenden adicionalmente una pluralidad de procedimientos (20) de clasificacion que comparten una misma entrada, y un contador (21) de votos que determina si ocurre el cambio emocional, segun las salidas de dicha pluralidad de procedimientos (20) de clasificacion.

4. Sistema de acuerdo a la reivindicacion 3, en el cual la pluralidad de procedimientos (20) de clasificacion comprenden una Maquina Vectorial de Soporte, un analisis de discriminante Lineal y un arbol de decision.

5. Sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual los primeros medios de comunicacion son medios de comunicacion inalambrica.

6. Sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual los segundos medios de comunicacion son medios de comunicacion inalambrica.

º. Sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual los medios logicos (2) comprenden una memoria (6) auto-asociativa previamente entrenada y un acumulador para calcular y acumular una diferencia entre la senal medida y una estimacion de dicha senal medida, realizada por la memoria (6) auto-asociativa.

8. Sistema de acuerdo a la reivindicacion º, en el cual los medios logicos (2) comprenden adicionalmente un contador de reconocimientos erroneos, que calcula un cierto numero de falsas detecciones de cambios emocionales, y en el cual los medios logicos (2) estan configurados para entrenar la memoria (6) auto-asociativa si el contador de reconocimientos erroneos supera un umbral.

9. Procedimiento de supervision del bienestar afectivo que comprende:

- medir al menos una senal fisiologica de un usuario,

- detectar un cambio emocional de acuerdo a la senal medida;

- generar instrucciones para un dispositivo externo (3) de acuerdo al cambio emocional detectado;

caracterizado porque la etapa de deteccion del cambio emocional comprende adicionalmente:

-si un bloque de datos de la senal medida es clasificado como un estado fisiologico neutro, almacenar en la memoria (º) dicho bloque de datos, clasificado como un estado fisiologico neutro;

-y comparar cada bloque de datos entrantes de la senal fisiologica medida con el ultimo bloque de datos almacenado en la memoria (º) de dicha senal fisiologica, clasificado como un estado fisiologico neutro.

10. Procedimiento de acuerdo a la reivindicacion 9, en el cual la etapa de deteccion del cambio emocional comprende adicionalmente aplicar un detector (9) de puntos de cambio secuencial y no parametrico.

11. Procedimiento de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, en el cual la etapa de deteccion del cambio emocional comprende adicionalmente aplicar una pluralidad de procedimientos (20) de clasificacion que comparten una misma entrada, y usar las salidas de dicha pluralidad de procedimientos (20) de clasificacion en un contador (21) de votos que determina si ocurre el cambio emocional.

12. Procedimiento de acuerdo a la reivindicacion 11, en el cual la pluralidad de procedimientos (20) de clasificacion comprende una Maquina Vectorial de Soporte, un analisis de discriminante Lineal y un arbol de decision.

13. Procedimiento de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el cual la etapa de deteccion de un cambio emocional de acuerdo a la senal medida comprende estimar la senal medida por medio de una memoria (6) auto-asociativa previamente entrenada, y calcular una diferencia entre la senal medida y la estimacion de dicha senal

medida.

14. Procedimiento de acuerdo a la reivindicacion 13, que comprende adicionalmente, si la diferencia calculada supera un umbral, comparar un segmento de dicha al menos una senal medida y un segmento previamente almacenado de una senal correspondiente a un estado emocional de referencia.

15. Procedimiento de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 13 y 14, que comprende adicionalmente calcular un

cierto numero de falsas detecciones de cambios emocionales, y entrenar a la memoria (6) auto-asociativa si el contador de reconocimientos erroneos supera un umbral.