Explorando por Autor "Chau Delgado, Juan Manuel"

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Activación de una máquina automática de cocción de granos de maíz mediante una interfaz cerebro-computador que detecta caídas de rendimiento cognitivo en estudiantes durante sesiones de aprendizaje buscando brindar descansos saludables
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-22) Ramírez Castillo, Jorge Armando; Chau Delgado, Juan Manuel
En la actualidad, se ha vuelto común que los estudiantes realicen actividades académicas durante largas horas sin tomar descansos, lo que los lleva a agotarse mentalmente y mermar su capacidad para aprender de manera efectiva. Debido a los cortos tiempos que tienen disponibles para prepararse algún alimento nutritivo, adquieren hábitos erróneos de alimentación en su día a día, comprometiendo a la vez su aprendizaje. Por esta razón, resulta importante conocer los momentos en que el rendimiento cognitivo es deficiente, para así dejar de realizar una actividad académica y tomar un descanso saludable, teniendo un periodo de desconexión total. El presente trabajo, propone entonces el diseño de una máquina automática de cocción de granos de maíz basada en un sistema de aire caliente, la cual opera sin requerir la supervisión del usuario; y su sistema de activación mediante una Interfaz cerebro-computador (BCI), la cual detecta el momento previo a un bajo rendimiento cognitivo durante sesiones de estudio para brindar un descanso saludable mediante la preparación de un alimento nutritivo de tal manera que el usuario pasará a recoger el alimento una vez que esté listo, dependiendo si se detecta un bajo rendimiento cognitivo o no. Para evaluar el desempeño cognitivo de las personas y realizar la activación de la máquina, se consideró el desarrollo de un método para evaluar las tendencias de tres estados mentales: atención, fatiga mental y estrés como los más representativos, en diferentes conjuntos de datos, el primero en experimentos en simuladores de manejo monótonos, y el segundo grabado con el dispositivo EEG g.Nautilus Pro durante sesiones de estudio específicamente para validar el método propuesto. Durante los primeros cinco minutos, que corresponden al periodo de calibración, se calculó un baseline, que permita re-referenciar los estados mentales asociados a dicha sesión, antes de aplicar un conjunto de reglas para enviar la señal de advertencia al usuario y producir la activación e indicándole cuando se haya terminado con el proceso de preparación para que se levante a recoger el alimento y descansar. Los resultados obtenidos para 62 sesiones dentro de un simulador de manejo monótono, cuya duración promedio por sesión fue de 78.5 22.4 minutos, y con un momento de detección promedio a los 35.3 18.9 minutos; y para 3 sesiones de estudio, con una duración promedio por sesión de 27.5 5 minutos y con un tiempo de detección promedio de 11.5 2.2 confirman la evidencia de que las actividades que demandan una carga cognitiva no pueden realizarse en periodos prolongados, ya que el rendimiento cognitivo no es constante, por lo que brindar un descanso para desconectarse resulta importante para recuperarse y volver con motivación para continuar con la actividad.
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Diseño del concepto óptimo de la integración entre una máquina de cocción de granos de maíz con un sistema de activación a través de una interfaz cerebro- computador (BCI) que detecta caídas en el rendimiento en estudiantes universitarios para proporcionar descansos efectivos durante sesiones de estudio
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-09-04) Ramírez Castillo, Jorge Armando; Chau Delgado, Juan Manuel
Invertir largas horas en realizar una actividad académica sin tomar descansos, resulta siempre en una caída de rendimiento. Esto fue confirmado por un estudio realizado por la revista Harvard Business Review, el cual afirma que estar realizando una misma actividad durante largos periodos puede generar problemas como estrés, ansiedad, problemas de memoria, entre otros (Carmichael, 2015), que impiden que se continúe adecuadamente con las actividades que se están realizando. Asimismo, los descansos que se toman no son efectivos, pues parte de ese tiempo es ocupado, por ejemplo, para preparar alimentos o revisar el celular, no tomando un respiro para retomar las labores de la mejora manera. Ante esta problemática, el objetivo principal del presente trabajo se basa en la realización del diseño conceptual óptimo de un sistema integrado por una máquina automática para cocción de un alimento saludable sin necesidad de ser supervisada por un usuario, como lo son los granos de maíz y su sistema de activación mediante una interfaz cerebro-computador (BCI), para decodificar la actividad cerebral y detectar el momento en que se produce una caída de rendimiento, enviando un comando a la máquina para su activación, para así comenzar con el procedimiento de preparación, dando un aviso al usuario para que tome el descanso una vez que el alimento esté listo. La metodología del diseño empleada para la realización del presente trabajo de investigación está basada en la norma VDI 2206, para el diseño de sistemas mecatrónicos.
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Propuesta de sistema de rehabilitación neurológica de miembro superior para personas discapacitadas por medio del uso de una interfaz cerebro computadora
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-15) Neyra Corsino, Alvaro Oscar; Chau Delgado, Juan Manuel
El presente trabajo de investigación aborda los problemas que presentan los actuales sistemas de rehabilitación de miembro superior, los cuales son, por ejemplo, la fatiga muscular y la excesiva necesidad de un terapista. Para ello se propuso un sistema de rehabilitación de miembro superior por medio del uso de la interfaz cerebro máquina, el cual ha sido ampliamente investigado en la última década por sus efectivos resultados. Para la realización de esta propuesta se propuso como objetivo general su elaboración, además se propusieron como objetivos específicos la selección de algoritmos de procesamiento de señales encefalográficas, la selección de los componentes de un prototipo de brazo robótico, el diseño de la interfaz gráfica de usuario, y, por último, la integración de los subsistemas desarrollados. Además, se propuso como alcance que la propuesta no contempla la selección del lector de señales encefalográficas. Para la elección del paradigma que se deseó usar en esta propuesta, se presentó el marco teórico de la interfaz cerebro computadora dentro del cual se identificó las distintas ventajas y desventajas de cada una de estas por lo que se determinó que el paradigma del ritmo sensoriomotor (SMR) es el que se usaría en esta propuesta debido a que por medio de este se puede capturar e identificar cuando un usuario imagina el movimiento de algún objeto, lo cual es de mucha ayuda para su realización. Por otro lado, para la generación de ideas acerca de cómo podría realizarse este sistema, se presenta una revisión del estado del arte acerca de los dispositivos de rehabilitación de miembro superior por medio de la interfaz cerebro máquina y, además, se identificaron las metodologías a seguir en el diseño de este sistema. Debido a que se tuvo una idea general de cómo realizar la propuesta con el estado del arte y la identificación de las metodologías a usar, se realizó una lista de exigencias y una estructura de funciones del sistema de rehabilitación. Estos se utilizaron para poder identificar 3 conceptos solución de las cuales, mediante un análisis técnico-económico, se pudo obtener un concepto solución ganador. Luego, se pudo realizar un diagrama de operaciones, una arquitectura de hardware y el diagrama de flujo del concepto solución ganador. Finalmente, se presentaron conclusiones y recomendaciones destacadas de esta propuesta.
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Propuesta de un dispositivo para rehabilitación de parálisis facial por estimulación eléctrica
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-05) Deza Vila, Luis Sebastián; Chau Delgado, Juan Manuel
El presente trabajo de investigación aborda los problemas que presentan las terapias actuales para la rehabilitación de la parálisis facial; los cuales son, por ejemplo, no conocer la intensidad de corriente adecuada y la excesiva necesidad de un terapista. Con la finalidad de solucionar estos inconvenientes, se propone un dispositivo de rehabilitación de parálisis facial por estimulación eléctrica, el cual se desarrolla en el presente trabajo y pretende ser eficaz. El primer paso para la realización de esta propuesta fue plantear como objetivo general su diseño, además se propusieron como objetivos específicos el diseño de algoritmos para regular la intensidad de corriente, el diseño de la máscara y de la interfaz gráfica de usuario. Los elementos que se diseñaran son el desarrollo de los algoritmos de procesamiento de la intensidad de corriente y voltaje y, además, el diseño de la máscara y la interfaz que observará el usuario; mientras que el diseño de los electrodos ni del microcontrolador no se consideran debido a que no es el propósito del proyecto. El siguiente paso fue realizar una revisión exhaustiva del estado del arte para la formulación de ideas, por lo que se buscó dispositivos de rehabilitación de la parálisis facial por estimulación eléctrica y máscaras que realicen dicha terapia. Se presentó, además, el marco teórico de los distintos tipos de terapias, así como las corrientes aplicadas en la electroterapia, por lo que se determinó usar corrientes de baja frecuencia e intensidad, ya que, de esta manera, no produciría daños en el usuario. A partir de ello, se realizó una lista de exigencias y una estructura de funciones del dispositivo de rehabilitación. Estos sirvieron para poder identificar tres conceptos de solución, de los cuales, mediante un análisis técnico-económico, se pudo obtener un concepto de solución ganador. Luego, se pudo realizar un diagrama de operaciones, una arquitectura de hardware y el diagrama de flujo del concepto de solución ganador. Finalmente, se presentaron conclusiones destacadas de esta propuesta.
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S.A.V.E.: sistema automatizado de tránsito para controlar el paso de vehículos en situaciones de emergencia
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-20) Gallarday Otiano, Pavel Samir; Chau Delgado, Juan Manuel
En el año 2018, la ciudad de Lima ocupó el puesto N°3 de las ciudades más congestionadas del mundo y en el año 2019 el promedio de tiempo que perdió una persona por causas del tráfico vehicular fue de 209 horas al año TomTom (2020). Este factor, es el principal obstáculo que enfrentan los vehículos de emergencia (ambulancias, patrullas, vehículos contra incendio, etc.) al momento de realizar sus actividades. Entre los años 2016 y 2019, en la ciudad de Lima Metropolitana se registraron en promedio 61 322 emergencias atendidas al año y en el 2020 (año covid-19) 33 924 emergencias atendidas (CGBVP, 2021). Muchas de estas emergencias, presentaron demora en ser atendidas por la congestión vehicular o la poca conciencia vial de conductores y peatones (S. Sánchez, 2020). El presente trabajo plantea el diseño de un sistema integral mecatrónico escalable, mediante la combinación de nuevos semáforos, una aplicación para vehículos y software de gestión de tráfico. De esta manera se lograría reducir el tiempo de viaje de un vehículo ante una situación de emergencia. Para ello, se diseñarán nuevos semáforos, que solo cambien su funcionamiento durante una emergencia y puedan volver a su estado normal para gestionar el tráfico como lo hacen normalmente; una aplicación que sirva como guía para los conductores de vehículos y otra para gestionar las llamadas y puntos de emergencia por parte de los operarios; finalmente, se diseñará el software para gestionar y procesar los datos generados y la información del tránsito. La metodología del diseño implementada en el presente trabajo de investigación está basada en la norma VDI 2221, para el diseño de sistemas mecatrónicos.
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Selección de tareas predefinidas para un robot asistencial para personas discapacitadas a través de una interfaz cerebro-computador utilizando P300
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-05-09) Chau Delgado, Juan Manuel; Achanccaray Díaz, David Ronald
En la actualidad, es común presenciar el desarrollo de aplicaciones de ingeniería orientadas a la mejora de calidad de vida de personas, tanto para las que han sufrido accidentes, como para las que poseen deficiencias congénitas. En el caso de las personas cuyas discapacidades son neurológicas, las aplicaciones de rehabilitación, reincorporación, según se busque devolver facultades, o proveer medios de reemplazo para habilidades perdidas, requieren de una interfaz cerebro-computador, que se encarga de medir ciertos patrones en las señales cerebrales de los pacientes y traducirlos para que una computadora pueda interpretarlas. El presente trabajo comprende el diseño de una interfaz cerebro-computador que, aplicando algoritmos de procesamiento de señales cerebrales y aprendizaje de máquina, permite a un usuario seleccionar diversas tareas predefinidas para un manipulador robótico asistencial aprovechando el potencial relacionado a eventos conocido como P300. Adicionalmente, también se presenta una propuesta experimental para las realizaciones de pruebas, tanto fuera de línea como en línea del sistema, de manera que se pueda analizar y validar su eficiencia y usabilidad. Finalmente, se analizan resultados no cuantitativos provenientes de los usuarios, que pueden ser utilizados para futuros estudios relacionados. Dentro de los resultados de eficiencia del sistema se obtienen valores promedio alrededor de 90% para los experimentos de entrenamiento, y cercanos a 85% para la validación si se considera una secuencia de tres estímulos antes de que el sistema emita una predicción durante las pruebas en línea; sin embargo, los usuarios reportan que se podría mejorar la calidad del sistema si se realizan algunas mejoras, como la calidad de las imágenes mostradas como estímulos, y el contraste con el color de fondo.