ES2326571A1 - Metodo y aparato para controlar inalambricamente el puntero del raton en un equipo electronico digital desde el dispositivo de conduccion de una silla de ruedas. - Google Patents
Metodo y aparato para controlar inalambricamente el puntero del raton en un equipo electronico digital desde el dispositivo de conduccion de una silla de ruedas. Download PDFInfo
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Abstract
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.
Description
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.
Instrumentación de medida y control.
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.)
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.
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 digital personal, instrumento
digital etc. Un software (9) que funcionará sobre el equipo
electrónico (8) será el encargado de recoger la información enviada
por el controlador central (4) y traducirla en movimiento y
acciones del puntero del ratón. La conexión entre los componentes
(6) y (7) es automática y no requiere de la acción del usuario.
Este aparato es útil para aquellas personas que
tienen alguna discapacidad pero que conservan la habilidad de
desplazarse autónomamente utilizando una silla de ruedas mediante
un joystick (ya sea utilizando la mano, la barbilla o cualquier
parte del cuerpo). Mayoritariamente se dirige a personas que
hubieran sufrido daños motores severos por enfermedades
degenerativas nerviosas, daños en la médula espinal, o aquellas sin
la capacidad de caminar por si solas (deformaciones, amputaciones),
etc.
Claims (1)
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.
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