Ciencias con mención en Ingeniería Mecatrónica

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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.