Control de un Robot Animatrónico con Tecnología Brain – Computer Interface

Abstract

Controlar robots con la mente… ¿Es posible?, hoy en día ya existen tecnologías en desarrollo que permiten el control de brazos robóticos o sillas de ruedas con la mente pero… Hasta qué punto un estudiante, con un dispositivo de ondas EEG (Encefalografía) y un Robot Animatrónico impreso en 3D puede llevar a cabo esta misión? En este proyecto, se presenta el reto de fusionar la tecnología Interfaz Cerebro-Computadora de la empresa Emotiv, que permite el procesamiento y envío de ordenes por medio de señales EEG, con un robot animatrónico diferencial creado por la empresa RobotCanCry, para conseguir el control de nuestro robot “Curro” mediante ondas cerebrales… A lo largo del proyecto, se introducirán y explicarán las puestas en marcha, programación, alcances y limitaciones de estas tecnologías. El envío de órdenes por medio de señales EEG, requiere de un entrenamiento previo por parte del usuario, se explicarán por tanto las distintas técnicas de entrenamiento que se han seguido: pensamiento en colores, operaciones matemáticas… así como los resultados obtenidos y las limitaciones de cada una. Se hará un gran uso del control por medio de expresiones faciales, ya que veremos cuáles son las limitaciones del control mental y por qué no es tan viable como quizás podríamos pensar, así como veremos como sí es posible mediante expresiones faciales, siendo este tipo de control el utilizado para el prototipo final. Entre otros muchos retos, nos enfrentaremos a problemas en la programación de los movimientos del robot, la sincronización y conexión inalámbrica Emotiv – Robot, ciertos inconvenientes en el uso del dispositivo Emotiv… Todos intentarán resolverse de la mejor manera, logrando así un robot motorizado, con funciones de interacción con el entorno y comunicación con el usuario, sistemas de seguridad antichoque, captura de fotografías… Este proyecto ilusionante de principio a fin pasará por distintas etapas que llevarán tanto a mi persona, como al robot Curro, a un nivel superior de aprendizaje.

Controlling robots with the mind... Is it possible? Nowadays, there are already technologies in development that allow the control of robotic arms or wheelchairs with the mind, but to what extent can a student, with an EEG (Electroencephalography) wave device and a 3D-printed animatronic robot, accomplish this mission? In this project, the challenge is presented to merge the Brain-Computer Interface (BCI) technology from Emotiv, which allows processing and sending commands through EEG signals, with a differential animatronic robot created by RobotCanCry, to achieve control of our robot "Curro" through brainwaves. Throughout the project, the implementation, programming, scope, and limitations of these technologies will be introduced and explained. Sending commands through EEG signals requires prior training by the user. Therefore, the different training techniques that have been followed will be explained, such as color thinking, mathematical operations, along with the results obtained and the limitations of each technique. A significant use will be made of control through facial expressions since we will explore the limitations of mental control and why it may not be as viable as we might think. Additionally, we will demonstrate the feasibility of control through facial expressions, which will be used for the final prototype. Among many other challenges, we will face problems in programming the robot's movements, synchronization and wireless connection between Emotiv and the robot, and certain inconveniences in the use of the Emotiv device. All these challenges will be attempted to be resolved in the best possible way, resulting in a motorized robot with interaction capabilities with the environment and communication with the user, anti-collision safety systems, and photo capture capabilities. This exciting project, from start to finish, will go through different stages that will lead both myself and the robot “Curro” to a higher level of learning.