Dispositivo de control accesible de sistemas electrónicos y mecánicos mediante la monitorización del movimiento de una parte del cuerpo humano.

La presente invención comprende dos bloques lógicos, físicamente separados o no, uno de ellos capta los movimientos del usuario a través de un sensor (3), los interpreta, y se los transmite al segundo, bloque de interacción con el sistema a controlar, que, utilizando alguna interfaz del sistema a controlar, convierte la información procedente bloque de captación de movimiento en comandos de control. El dispositivo objeto de la invención permite utilizar métodos de entrada alternativos a los tradicionales en cada sistema a controlar, como pulsadores, palancas o teclados, por lo que está indicado para los casos en los que el usuario tiene restringido el uso de las extremidades. Entre los sistemas propuestos como ejemplo de interacción se encuentran un ordenador, una silla de ruedas motorizada y una instalación domótica.

Dispositivo de control accesible de sistemas electrónicos y mecánicos mediante la monitorización del movimiento de una parte del cuerpo humano.

Sector de la técnica

La presente invención se enmarca en el sector de la interacción humano-máquina. Puesto que está especialmente indicado para personas que tienen limitación motora en alguna de las extremidades, tiene una fuerte relación con el campo de la accesibilidad.

Estado de la técnica

Tradicionalmente los sistemas electrónicos y mecánicos han sido diseñados para ser controlados mediante el uso de las extremidades del cuerpo, principalmente las superiores. En concreto, generalmente se proponen interfaces de control basados en la actuación sobre pulsadores, teclas, palancas y pedales.

En general, cada sistema tiene asociado uno o varios interfaces que se han convertido en su estándar de facto. Sin embargo, en ocasiones estas interfaces no son la forma idónea de controlar el sistema para el que han sido diseñadas, ya sea porque un método alternativo mejoraría la usabilidad o por alguna limitación del usuario.

Se han propuesto interfaces alternativas para muchos sistemas electrónicos y mecánicos.

Los documentos WO03/041004 A2 y US5367315 A describen sistemas para controlar el movimiento del ratón del ordenador mediante movimientos de la cabeza basados en radiación y recepción infrarroja. Estos dispositivos necesitan tener visibilidad directa entre emisor y receptor de la señal infrarroja, y no sustituyen la funcionalidad del teclado.

El documento GB2345538 A describe un sistema basado en reconocimiento óptico de movimiento a parir de una cámara para controlar un ordenador. Este dispositivo tampoco contempla una interacción compleja con el sistema y necesita de visibilidad directa con el ordenador.

El documento GB2415486 A y WO01/18781 A1 describen sistemas para controlar o un ordenador o un vehículo a partir del movimiento en XY de un miembro del cuerpo del usuario. Estos dispositivos no permiten una interacción más compleja con el sistema a controlar a partir de las entradas de sensado de movimiento, que si es contemplada en la presente invención mediante el bloque de interacción con el sistema.

Otros documentos refieren invenciones menos próximas en su funcionamiento o finalidad.

El documento US2009/0046056 A1 describe un dispositivo cuyo objeto es capturar los movimientos y la posición del cuerpo de una persona con el fin de que ésta pueda manejar una simulación de ordenador. Dicho dispositivo requiere controlar la posición (sentado, de pie) y la orientación (norte, sur,...) del usuario, para lo que además de un acelerómetro requiere al menos de un magnetómetro, no permitiendo la detección automática de la posición y el movimiento del usuario.

El documento US2008/0136681 propone un método para introducir caracteres en un ordenador mediante movimientos de la cabeza a través de un teclado virtual. También en este caso, entre otras limitaciones, el sensor en la cabeza del usuario debe colocarse de una forma determinada, no contemplando una calibración automática.

El documento US2008/0167805 A1 describe un sistema para corregir los errores acumulados en un sistema de seguimiento, requiriendo en todos los casos la emisión de una determinada señal (radiofrecuencia, infrarroja, ...) y la recepción de la misma por parte de un dispositivo.

Los actuales interfaces de sistemas electrónicos, en general, tienen el inconveniente de estar definidas para una parte concreta del cuerpo humano, en la mayoría de los casos las extremidades superiores.

La posibilidad de poder controlar un sistema con distintas partes del cuerpo constituye una ventaja en términos de accesibilidad.

Gran cantidad de los métodos alternativos de control propuestos requieren de un posicionamiento concreto del usuario, lo que limita la capacidad de control. Por ejemplo, los sistemas de control de PC basados en infrarrojos o en el seguimiento de la cabeza requieren que el usuario se encuentre enfrente del receptor o de la cámara. Este tipo de métodos de control, que necesitan visibilidad directa, no podrían ser usados en sistemas tales como una silla de ruedas o el control domótico de una vivienda.

Además, en el contexto del control de un ordenador, los métodos existentes se limitan a reproducir el comportamiento de un ratón convencional. No tienen en cuenta que el otro dispositivo de entrada tradicional, el teclado, permite un control del sistema mucho más complejo y sofisticado, que va más allá de la mera inserción de texto.

Muchos de estos interfaces requieren además el uso de entornos software, en general sobre microprocesador, por lo que su uso quedaría restringido al ordenador o a sistemas controlados por éste.

La presente invención describe un método para controlar sistemas electrónicos y mecánicos mediante la monitorización del movimiento de una parte del cuerpo humano. Un sistema de control basado en la monitorización de una parte del cuerpo mediante sensores de movimiento no tendría las limitaciones antes descritas: puede utilizarse de forma alejada y sin visibilidad directa, y puede ser implementado en un módulo independiente a un ordenador. Además, en el caso de interfaces de control del ordenador, la implementación de un sistema que reprodujese la funcionalidad tanto de un ratón como de un teclado, permitiría un control mucho más eficiente y fluido del ordenador.

Descripción detallada de la invención

El presente invento presenta una solución novedosa para ser utilizada como interfaz de control en sistemas electrónicos y mecánicos.

El dispositivo se divide en dos bloques lógicos que pueden o no estar físicamente separados entre sí: un bloque de captación de movimiento y un bloque de interacción con el sistema.

Este dispositivo mejora los sistemas existentes desde una solución comparativamente muy económica. El usuario de esta invención consigue una serie de funciones avanzadas, un manejo de los sistemas más fluido y eficiente y mayor libertad de actuación sobre los mismos.

Ya que este invento puede adaptarse a distintas partes del cuerpo, tales como la cabeza, la pierna o el antebrazo, permite su uso por personas con una discapacidad motora grave, cuya única posibilidad de interacción es el movimiento de una parte del cuerpo alternativa a la que tradicionalmente se usa.

De forma general, la interfaz que se propone es compatible con los sistemas preexistentes. Para cada caso implementa el protocolo de actuación correspondiente o es adaptado mediante una pasarela de integración. La comunicación del dispositivo con el sistema se puede realizar de forma cableada o de forma inalámbrica.

Este invento realiza una calibración para adaptarse a los movimientos específicos del usuario, con el objetivo de universalizar el dispositivo. Así, permite filtrar movimientos involuntarios o espásticos y permite calibrar los puntos de reposo del dispositivo y definir la cantidad de movimiento en cada sentido. Esta calibración es dinámica, por lo que el sistema puede reconfigurarse para adaptarse a nuevas circunstancias mientras está siendo usado.

Este invento puede usarse como interfaz de usuario con el ordenador. En ese caso, el dispositivo constituye un dispositivo de interfaz humana que se comunica con el ordenador por uno de sus puertos de entrada, funcionando como un periférico que capta los movimientos de la persona usuaria y los traduce en desplazamientos y clicks de ratón y desplazamientos y pulsaciones de teclado.

El dispositivo permite la interacción completa con el ordenador, sustituyendo por completo tanto las funciones del ratón como la del teclado, sin necesidad de dispositivos adicionales, aunque está preparado para funcionar con pulsadores comerciales y otros dispositivos adicionales.

Este invento permite el manejo del ordenador tanto con desplazamientos del cursor como con desplazamientos propios de teclado (flechas del teclado), así como la utilización de comandos propios de la utilización de combinaciones en el teclado. Además, permite la entrada de texto. El paso entre estas opciones (desplazamiento del ratón, desplazamiento del teclado, entrada de texto) puede ser automático o puede activarse explícitamente.

Las dos opciones anteriores permiten optimizar la funcionalidad...

1. Dispositivo de control accesible de sistemas electrónicos y mecánicos mediante la monitorización del movimiento de una parte del cuerpo humano caracterizado porque se adapta a distintas partes del cuerpo (cabeza, pierna, antebrazo, ...), simula el comportamiento de un ratón y un teclado convencionales, y comprende dos bloques lógicos: