Formulario Desafío: NT05



 

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DESAFÍO UNIVERSIDAD - EMPRESA 2019

Esta necesidad tecnológica forma parte del Concurso de Proyectos de I+D+i y/o consultoría en colaboración Universidad – Empresa “Desafío Universidad Empresa” 2019 organizado por la Fundación Universidades y Enseñanzas Superiores de Castilla y León. 

  

 Referencia:    NT05  

Tipo de Entidad: Asociacion

Título del proyecto
 
MindPic: un sistema Brain–Computer Interface móvil para facilitar la comunicación de niños con parálisis cerebral a través de pictogramas.
 

 

 Acrónimo   MindPic 

Resumen

  Área de interés principal de la demanda

    Salud y Calidad de Vida - N/A

La parálisis cerebral es la causa de discapacidad motora más frecuente en niños. Debido a su carácter incapacitante, deben dedicarse grandes esfuerzos a cubrir las necesidades específicas de estas personas. Una de los retos más importantes para las personas con parálisis cerebral es la comunicación. En este proyecto se busca integrar un sistema Brain–Computer Interface (BCI) inalámbrico en una Tablet. El sistema deberá identificar el pictograma que el usuario desee comunicar mediante el análisis de su señal cerebral. Posteriormente, la aplicación pronunciará con voz sintética el resultado, favoreciendo la autonomía de los niños y la comunicación con sus cuidadores.

  Áreas de interés secundarias  

   Tecnologías de la Información y Comunicación, Energía y Sostenibilidad - N/A

 

DESCRIPCIÓN DE LA NECESIDAD DEMANDADA 

1.- Descripción de la demanda tecnológica.

La parálisis cerebral es una de las causas más frecuentes de discapacidad motora, siendo la más frecuente en niños. De hecho, se estima que más de 2 de cada mil nacidos en España presenta parálisis cerebral. Aunque no existen dos personas con parálisis cerebral iguales, todas ellas se encuentran con una gran barrera a la hora de realizar actividades básicas de la vida diaria, incluyendo la comunicación con sus cuidadores, debido a que tienen grandes dificultades para hablar. Fundamentalmente, los niños con parálisis cerebral son plurideficientes de carácter grave, por lo que requieren apoyos extensos y generalizados encaminados a cubrir las áreas de desarrollo deficitarias. El objetivo conjunto de fisioterapeutas, logopedas, educadores y terapeutas es esencial para facilitar su autonomía y mejorar su calidad de vida.
Con el fin de perseguir este objetivo general, se busca facilitar la comunicación de los niños con parálisis cerebral mediante una interfaz cerebro-ordenador portátil. Para ello, se busca integrar un sistema Brain–Computer Interface (BCI) en una Tablet, que traduzca las necesidades del usuario en frases que puedan ser escuchadas por sus cuidadores y proporcionen una realimentación estimulante para los niños. El sistema recogerá la señal eléctrica del cerebro del usuario de forma no invasiva, preferentemente mediante un equipo portable y sencillo de utilizar, y traducirá sus intenciones en comandos de aplicación. Dichos comandos los deberá recibir la Tablet, que generará un audio artificial que dictará la frase asociada. Antes de empezar la comunicación, la aplicación móvil deberá mostrar un plafón (conjunto de pictogramas e imágenes) al niño, con el fin de que éste seleccione el que se corresponda con la necesidad actual. Estos plafones deberán ser personalizables de acuerdo a las necesidades e intereses de cada niño.

2.- Antecedentes.

La tecnología BCI lleva desarrollándose en el ámbito del I+D+i durante décadas, a medida que se desentraña el funcionamiento y los caminos neuronales del cerebro humano. Dadas sus características, los sistemas BCI han empezado a emplearse como herramientas alternativas de comunicación para personas que presentan graves discapacidades motoras, ya sea debido a enfermedades neurodegenerativas, traumatismos o trastornos musculares. La traducción de las intenciones del usuario de forma no invasiva a través del análisis de sus señales cerebrales constituye, por tanto, un enfoque novedoso para facilitar la autonomía y la calidad de vida de este colectivo.
Concretamente, los sistemas BCI se han aplicado satisfactoriamente como sistemas de comunicación auditiva en personas que sufren esclerosis lateral amiotrófica, esclerosis múltiple, distrofias musculares o parálisis cerebral, entre otros. No obstante, aún no se han desarrollado soluciones comerciales fuera del terreno de la investigación universitaria. Asimismo, todos los estudios anteriores han estado centrados en evaluar si la aplicación de la tecnología BCI es adecuada para facilitar la comunicación de personas con graves discapacidades motoras, pero no buscaban desarrollar una aplicación portátil y práctica.
En este sentido, el objetivo de la presente demanda tecnológica busca dar el salto de la investigación al terreno práctico a través de la integración de un sistema BCI dentro de una Tablet que permita facilitar la comunicación de niños con parálisis cerebral. Hasta donde tenemos conocimiento, este enfoque es altamente innovador, pues no existen aproximaciones previas. Además, se busca emplear un sistema BCI inalámbrico y emplear una Tablet que se coloque en las sillas de ruedas de los niños, asegurando la portabilidad del sistema.

3.- Posibles enfoques del proyecto de investigación.

Nuestra propuesta tecnológica se plantea bajo la hipótesis de que la aplicación BCI a implementar contribuirá a mejorar la calidad de vida y la autonomía de los niños que presentan parálisis cerebral. Asimismo, facilitará la labor de sus cuidadores a la hora de atender sus plurideficiencias. Aunque la demanda hace hincapié en los aspectos comunicativos, la aplicación de la tecnología BCI puede ser llevada a otro ámbito, como la domótica o videojuegos. Por lo tanto, la inclusión de funcionalidades extras en la aplicación es factible, favoreciendo la escalabilidad del proyecto. El enfoque del proyecto de investigación deberá dar cabida, al menos, a las siguientes características:
• Generalizable. La aplicación deberá funcionar, en la medida de lo posible, con todos los niños que presenten una parálisis cerebral, evitando que su efectividad radique en aspectos como la capacidad de concentración, la libertad de movimientos o la capacidad auditiva/visual de los usuarios.
• Personalizable. Se deberá permitir la creación de plafones individualizados para cada niño.
• Sencilla. La aplicación deberá ser intuitiva y fácil de manejar, que no requiera conocimientos técnicos para configurarse, siguiendo la filosofía plug-and-play.
• Portátil. La integración de la tecnología BCI dentro de una Tablet es esencial para favorecer la portabilidad de la solución. Además, el equipo de registro de la actividad eléctrica cerebral deberá ser no invasivo e inalámbrico.

4.- Enfoques sin interés

        Se considerarán enfoques sin interés todas aquellas propuestas que se centren en desarrollar un sistema BCI no portable, o que requiera el uso de un ordenador para procesar la señal de electroencefalografía. Tampoco se aceptarán propuestas que empleen señales de control endógenas que requieran concentración o largos periodos de entrenamiento por parte de los usuarios. Asimismo, también se considerarán enfoques sin interés aquellos que supongan el empleo de sistemas o dispositivos invasivos para los usuarios.

 

PALABRAS CLAVE: Brain–Computer Interface (BCI), aplicación de comunicación, parálisis cerebral, niños, electroencefalografía.

 

Si desea remitir una propuesta de solución tecnológica (proyecto de investigación y/o consultoría) deberá remitirla en los terminos establecidos en la convocatoria antes del 28 de junio de 2019.

Demanda Tecnológica en formato pdf: www.redtcue.es/desafio/demandas/nt05   pdf

Formulario de participación investigadores 

Más información, Bases y Anexos.

  
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