José Fermi Guerrero Castellanos y Wuiyevaldo Fermín Guerrero Sánchez, investigadores de las facultades de Ciencias de la Electrónica (FCE) y Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) de la BUAP, respectivamente, diseñaron un sistema portable que permite conocer la postura de alguna extremidad del cuerpo con respecto a un sistema de referencia inercial, útil en fisioterapia, entrenamiento físico e, incluso, entornos de realidad virtual.
“Nuestro invento funciona con base en sensores microelectromecánicos (MEMS) y magnetorresistivos (MRS), los cuales se encargan de medir la aceleración, velocidad angular y dirección del campo electromagnético de un cuerpo”, explicó Guerrero Castellanos.
Estos valores son procesados y fusionados por un algoritmo especializado que los citados investigadores diseñaron a partir de observadores no lineales, lo que permite conocer la postura exacta de la mano o el brazo de una persona. Los sensores proporcionan una proyección del vector de gravedad y del vector del campo magnético sobre el cuerpo, para indicar la posición, si está inclinado, en qué dirección y cuál es la velocidad de rotación en la que se mueve.
Una persona sana presenta ciertos perfiles específicos de aceleración y velocidades angulares en sus extremidades, los cuales son diferentes en alguien que ha sufrido una lesión, quien al momento de realizar un movimiento tendrá menos velocidad y fuerza, precisó.
José Fermi Guerrero Castellanos, doctor en Control Automático y Sistemas de Producción, por la Universidad Joseph Fourier (UJF), en Grenoble, Francia, refirió que “por esa razón, la herramienta puede ser de mucha utilidad en sesiones de fisioterapia, en las que el especialista podría estar al tanto de la recuperación del paciente, mediante el análisis de los perfiles de velocidad angular y de aceleración, para establecer un diagnóstico preciso”.
De la misma manera, el sistema podría ser utilizado por los atletas, quienes sabrían en qué posición deben levantar los brazos para tener un perfil aéreo dinámico, lo que les ayudaría a romper el viento y aumentar su velocidad al correr.
Funcionamiento y componentes
De acuerdo con el investigador, la información obtenida por los sensores pasa a un microprocesador, integrado en el mismo dispositivo, donde se lleva a cabo, en tiempo real, el algoritmo con base en los datos de aceleración, velocidad angular y la dirección del campo electromagnético. Los resultados son enviados de forma inalámbrica, por señales de bluetooth a una computadora.
El instrumento está compuesto por nueve sensores, un microprocesador de 20 megahertz, una batería Lipo de 7.2 volts, un sistema de transmisión de datos y un software de captura y almacenamiento de información. Gracias a su diseño, puede ser adaptado al brazo humano mediante una banda que se ajusta al tamaño de la extremidad. También se prevé su uso en aplicaciones de realidad virtual e incluso en teleoperación para el control de robots aéreos (drones) de manera intuitiva.
Este dispositivo está en vías de obtener su patente. La solicitud de registro ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) tiene el número MX/a/2012/011251 y el nombre “Sistema Portable e Inalámbrico Destinado a la Captura de Movimiento Humano”.
No obstante que ha tenido resultados positivos en su funcionamiento, con el propósito de la mejora continua y de seguir avanzando, los investigadores hoy buscan optimizar el tamaño del dispositivo –hacerlo más pequeño y práctico para su uso–, modificar el protocolo de comunicación y reducir a la mitad el consumo de energía.