Método y aparato para controlar inalámbricamente el puntero del ratón en un equipo electrónico digital desde el dispositivo de conducción de una silla de ruedas.

El control del puntero ("ratón") es un método básico en el manejo de la mayoría de los equipos electrónicos digitales -cualquier tipo de ordenador, asistente digital personal o instrumento digital- ("equipo digital"). Existen numerosas interfaces para el manejo del ratón que detectan el movimiento midiendo el desplazamiento de una bola, con sensores ópticos, mediante dispositivos inerciales o por medio del reconocimiento de imágenes. Esta invención se centra en capturar el movimiento del interfaz de control de una silla de ruedas ("joystick") para controlar el ratón de cualquier equipo digital de manera inalámbrica. Para la detección del movimiento, el aparato no altera ni mecánica ni electrónicamente el joystick de la silla de ruedas para no perder ni seguridad ni la garantía del fabricante de la silla. La comunicación entre el aparato y el equipo digital es inalámbrica, no siendo necesaria la intervención del usuario para conectar físicamente los dispositivos. El usuario decidirá y controlará cuando el joystick actúa sobre el movimiento de la silla de ruedas y cuando sobre el del ratón

Método y aparato para controlar inalámbricamente el puntero del ratón en un equipo electrónico digital desde el dispositivo de conducción de una silla de ruedas.

Sector de la técnica

Instrumentación de medida y control.

Estado de la técnica

Cada vez son más las personas que usan los dispositivos electrónicos digitales a diario gracias a la gran versatilidad que tienen para ser utilizados en la comunicación, el trabajo, la educación o simplemente para el ocio. Las personas que tienen alguna discapacidad se sirven de éstos para realizar tareas que de otro modo no podrían. Por ejemplo, hay personas que no disponen de capacidad para el habla y usan un software compositor y sintetizador de frases que les permite comunicarse. Otras personas de movilidad reducida se valen de dispositivos electrónicos digitales para controlar su ambiente próximo (luces, aparatos eléctricos, etc.). Las personas con discapacidad psíquica pueden realizar terapias con estos equipos ya que les proporcionan feedback inmediato animándoles a través de palabras, música o gráficos siendo para ellos más motivador que darles tareas en lápiz y papel.

Habitualmente se usa un teclado y un ratón, puntero o joystick como interfaz de entrada para controlar los equipos digitales. La mayoría de dichos equipos están basados en sistemas operativos de entorno gráfico (como Windows o Linux), lo que hace que el uso de dispositivos apuntadores sea imprescindible y suficiente para su completo manejo. Sin embargo, ciertas discapacidades impiden a quienes las padecen la interacción con estos entornos gráficos mediante los dispositivos apuntadores habituales, y requieren de una solución adaptada. Las diferentes habilidades de cada persona hacen imposible la existencia de un dispositivo único que resuelva la interacción con el ordenador de manera universal.

Actualmente hay diversos métodos y sistemas que resuelven este problema. El sistema descrito por Sporka (A.J. Sporka, S.H. Kurniawan and P. Slavík, "Acoustic Control of Mouse Pointer", Universal Access in Information Society, 2005) utiliza la voz para el control del puntero. Procesando los sonidos del usuario a través de la tarjeta de sonido que tiene instalada el ordenador, realiza las funciones básicas de un ratón: clic, doble clic y los movimientos axiales. De entre las ventajas de este método podríamos destacar su bajo consumo, su fácil instalación y que no necesita ningún tipo de dispositivo especial. En este mismo ámbito de técnicas de reconocimiento de sonidos elaborados se encuentra IBM ViaVoice o Dragon Naturally Speaking, aplicaciones especialmente indicadas para entradas textuales.

Otra alternativa extensamente estudiada es la tecnología visual. Este método trata de determinar gestos o movimientos de cabeza del usuario a través del análisis de imágenes captadas por una cámara. Dicha alternativa necesita poca infraestructura, pero conlleva una elevada carga computacional (J. Tu, T. Huang, and H. Tao, "Face as Mouse Through Visual Face Tracking", Proceedings of the Second Canadian Conference on Computer and Robot Vision (CRV'05) pp. 339-346). Para reducir dicha carga existen fuentes de iluminación alternativas no visibles, como los infrarrojos, que son usados para controlar el escenario de iluminación. El sistema de Adjouadi (M. Adjouadi et al., "Remote Eye Gaze Tracking System as a Computer Interface for Persons with Severe Motor Disability", Lecture Notes in Computer Science, vol. 3118, pp. 761-769, 2004) es un sistema comercial que rastrea la pupila del usuario y crea una interfaz que permite el manejo del ratón. Varias patentes (WO2005059736, JP2005182247) utilizan la misma tecnología. Hay sistemas comerciales de la compañía Prentke Romich que procesan la radiación emitida por un pequeño dispositivo conectado a la cabeza del usuario para determinar la posición de la cabeza y relacionarla con la del ratón o que utilizan elementos reflexivos o cristales especiales que facilitan el procesado de imágenes.

Los sistemas basados en sensores fisiológicos también permiten detectar las intenciones de la persona traduciendo las señales eléctricas del cerebro (electroencefalografia-EEG) o músculos (electromiografia-EMG) a movimientos de cursor. Lamentablemente, relacionar EEG o EMG con movimientos de ratón es extremadamente complejo, ya que es difícil distinguir las señales correspondientes a la voluntad de mover el ratón del resto de señales detectadas simultáneamente en el cerebro o en la musculatura (M. Pregenzer and G. Pfurtscheller, "Frequency component selection for an EEG-based brain to computer interface", IEEE Transactions on Rehabilitation Engeenering, vol. 7, no. 4, pp. 413-419, 1999) (Y.H. Tarng et al., "Design of the human/computer interface for human with disabilityusing myoelectric signal control", Proceedings of the 19th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology society, vol. 5, pp. 1909-1910, 1997).

Los sistemas inerciales son otros dispositivos ampliamente utilizados. Sensores de inclinación (Y.L. Chen, "Application of Tilt Sensors in Human-Computer Mouse Interface for People With Disabilities", IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 9, no. 3, 2001), acelerómetros (patentes US4787051 y US 2004104891) y giróscopos (patente US 2002158827 y Y.W. Kim, "Development of headset-type computer mouse using gyro sensors for the handicapped", Electronics Letters, vol. 38, pp. 1313-1314, 2002) permiten realizar las acciones propias de un ratón detectando movimientos de diferentes partes del cuerpo (cabeza, manos, cuerpo, etc.)

Uno de los sistemas adaptados más sencillos se sirve de un pulsador conectado al equipo digital y un software que va barriendo las opciones en la pantalla. El usuario escoge la opción deseada al quedar resaltada en la pantalla. Assistiveware es una compañía que ofrece este sistema.

Descripción de la invención

La presente invención resuelve el acceso al ordenador de aquellas personas que son capaces de controlar autónomamente su silla de ruedas por medio de un joystick o cualquier otro elemento de control. Cuando el usuario lo decide y sin ayuda de terceras personas, el aparato se conecta inalámbricamente al equipo digital que el usuario desea utilizar, detecta el movimiento del joystick y lo traduce en movimiento del puntero del ratón sobre la pantalla del equipo. Así mismo también captura la actuación de usuario sobre pulsadores o interruptores conectados al aparato y los traduce en acciones del ratón (clic, doble clic, arrastre, etc.). El aparato envía periódicamente la información tanto de movimiento como de acciones.

La figura 1 muestra un esquema de una posible implementación del aparato. Se parte del sistema de control de la silla (1) que puede ser cualquier tipo de joystick, palanca o similar, ya sea utilizado con la mano, la barbilla o cualquier otra parte del cuerpo. Sobre este joystick se fija un dispositivo (2) que detectará el movimiento del mismo sin modificarlo, esto es posible mediante cualquier dispositivo inercial (acelerómetro, inclinómetro o giróscopo), mediante sistemas de reconocimiento visual o cualquier otro que no necesite modificar ni mecánica ni electrónicamente el joystick de modo que se mantenga la seguridad y la garantía del fabricante de la silla de ruedas. La respuesta de dicho dispositivo será acondicionada (3) dependiendo del tipo de señal de salida del dispositivo de detección. Esta información será recogida por el controlador central (4) que además adquirirá las acciones realizadas por pulsadores, interruptores o cualquier otro dispositivo capaz de proporcionar una salida digital (5) conectados a las entradas digitales del mismo. Toda esta información controla el desplazamiento en ambos ejes del puntero del ratón y simula las pulsaciones de los diferentes botones de un ratón convencional. Mientras el aparato está funcionando, el controlador central (4) se ocupa de ir adquiriendo periódicamente dicha información para mandarla inalámbricamente al ordenador a través de un emisor o emisor/receptor de radiofrecuencia o infrarrojos (6). El protocolo de comunicación puede ser cualquiera y variará según las necesidades del usuario.

En la parte del equipo digital existe un receptor o emisor/receptor de radiofrecuencia o infrarrojos (7) que recibirá las emisiones periódicas del controlador central y las pasará al equipo electrónico (8). Este último podrá ser cualquier dispositivo que tenga una pantalla sobre la que se mueva el puntero de un ratón, por ejemplo un ordenador de sobremesa o portátil, ordenador tipo tablet, asistente...

1. Aparato para controlar inalámbricamente el puntero del ratón en un equipo electrónico desde el dispositivo de conducción de una silla de ruedas caracterizado porque con un dispositivo detecta el movimiento del joystick, palanca o cualquier otro dispositivo de control de una silla de ruedas (ya sea utilizando la mano, la barbilla o cualquier parte del cuerpo) sin una manipulación del mismo que anule la garantía del fabricante de la silla de ruedas ni reduzca su seguridad y la transmite periódica e inalámbricamente a un equipo electrónico como un ordenador de sobremesa o portátil, ordenador tipo tablet, asistente digital personal o cualquier instrumento digital que tenga una pantalla sobre la que se mueva el puntero de un ratón.