Nuevas estrategias para la interacción y la movilidad de niños con parálisis cerebral según un modelo convergente

En esta memoria de tesis doctoral se presenta la concepción, la implementación y la validación de nuevas estrategias para la interacción y la movilidad de niños parálisis cerebral (PC) y síndromes afines, todo ello siguiendo un modelo convergente. Inicialmente, se plantea el desarrollo de un vehículo robótico para promover las aptitudes físicas y cognitivas a través de experiencias de movilidad. Pese a la versatilidad del vehículo, muchos de estos niños presentan limitaciones neuromotoras graves, que le impiden interactuar con la consola de conducción del vehículo en las diferentes modalidades. Por ello, para mejorar la accesibilidad del vehículo, no basta dotar a éste de diferentes modos de conducción y de mando, sino que de forma complementaria, se propone una nueva interfaz persona-máquina que potencie la actividad voluntaria y reduzca los efectos de los movimientos involuntarios. La motivación de este trabajo se basa en que la autonomía de locomoción es esencial para el desarrollo perceptivo, motor y social en los primeros años de vida. La revisión del estado del arte de los dispositivos de apoyo a la movilidad para personas con PC, muestra que pocos de ellos tienen como objetivo potenciar el desarrollo integral de la persona. Por otro lado, la interacción entre la máquina y el usuario con PC resulta un factor crítico. Un estudio bibliográfico de las interfaces persona-computador para usuarios con PC mostró que, aunque existen diversas soluciones, la usabilidad de las interfaces decrece drásticamente cuando existen afectaciones motoras graves, que dificultan el control voluntario. De acuerdo a estas consideraciones, se han detectado las siguientes necesidades: Mejorar la interacción del niño con su entorno físico y social a través de experiencias de movilidad como medio esencial del desarrollo integral del niño. Caracterizar las limitaciones de control causadas por las alteraciones de postura y movimiento de estos colectivos. Facilitar la interacción entre el niño y el dispositivo de apoyo a través de estrategias de filtrado del movimiento involuntario. En este contexto, las principales aportaciones científicas han sido: Propuesta de un modelo conceptual para formalizar la aplicación de las tecnologías de apoyo a personas con PC. El modelo define tres tipos de dispositivos de apoyo: general, personal y de entorno que han de interactuar de forma convergente para aproximar el dispositivo al usuario, y ambos, al entorno. Diseño y construcción de un nuevo vehículo robótico preindustrial como dispositivo de apoyo al desarrollo integral de los niños con PC.Diseño y evaluación de un algoritmo para estimación precisa y fiable de distancias a obstáculos empleando sensores ultrasónicos, para apoyar al niño en la conducción del vehículo. Desarrollo de una herramienta para la captura y el análisis del ejercicio de conducción para la objetivación del proceso terapéutico. Diseño y construcción de una nueva interfaz persona-máquina basada en tecnología inercial. Caracterización de la postura y del movimiento alterados de las personas con PC en el control del dispositivo inercial mediante el registro y el análisis de parámetros relacionados con estas alteraciones y la definición de métricas para su objetivación. Diseño y validación de una estrategia eficaz de filtrado para la reducción del efecto del movimiento involuntario en el control de la interfaz inercial. Validación funcional de la interfaz inercial como dispositivo de entrada al computador para su uso en aplicaciones diversas. Validación funcional de la interfaz inercial como dispositivo específico para la conducción del vehículo. Implementación práctica y validación del modelo conceptual de interacción convergente propuesto. Las soluciones y métodos planteados han sido validados de manera experimental con personas con PC. El criterio de selección de los participantes ha incluido a personas con graves dificultades para acceder a interfaces convencionales e incluso avanzadas. El trabajo se ha realizado en el marco de los proyectos PALMIBER (IBEROEKA), ENLAZA (IMSERSO) e HYPER (CONSOLIDER-Ingenio). En todo el transcurso de esta tesis se ha trabajado con un equipo de profesionales multidisciplinar desde el estudio de las necesidades del usuario hasta la construcción y validación de los dispostivos de apoyo desarrollados. Los resultados obtenidos muestran que se han obtenido mejoras funcionales altamente positivas, que son expuestas en la memoria. El vehículo se ha mostrado como una herramienta eficaz para motivar al niño a interactuar con su entorno. La interfaz inercial ha demostrado ser un canal de interacción adecuado para estas personas, tanto para el acceso al computador como para la conducción del vehículo. Con todo, el resultado más significativo de esta tesis doctoral ha sido la creación de los dispositivos de apoyo (vehículo e interfaz) según un modelo de tecnología convergente de apoyo, con lo que se pretende aportar mayor autonomía y calidad de vida a las personas con PC.Entidades que han financiado los proyectos PALMIBER (CYTED-BEROEKA), ENLAZA (IMSERSO) e HYPER (CONSOLIDER-Ingenio 2010)Peer reviewe

Radioactive impact in sediments from an estuarine system affected by industrial wastes releases

A big fertilizer industrial complex and a vast extension of phosphogypsum piles (12 km2), sited in the estuary formed by the Odiel and Tinto river mouths (southwest of Spain), are producing an unambiguous radioactive impact in their surrounding aquatic environment through radionuclides from the U-series. The levels and distribution of radionuclides in sediments from this estuarine system have been determined. The analyses of radionuclide concentrations and activity ratios have provided us with an interesting information to evaluate the extension, degree and routes of the radioactive impact, as well as for the knowledge of the different pathways followed for the radioactive contamination to disturb this natural system. The obtained results indicate that the main pathway of radioactive contamination of the estuary is through the dissolution in its waters of the radionuclides released by the industrial activities and their later fixation on the particulate materials. Tidal activity also plays an important role in the transport and homogenization along the estuary of the radioactivity released from the fertilizer plants. D 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.Junta de Andalucia (España) project 1FD97-0900-C02-02 (AMB

Nuevas estrategias para la interacción y la movilidad de niños con parálisis cerebral según un modelo convergente

Premio Extraordinario de Doctorado de la UAH en 2013Esta tesis doctoral presenta la concepción, la implementación y la validación de nuevas estrategias para la interacción y la movilidad de niños con parálisis cerebral (PC) y síndromes afines, todo ello siguiendo un modelo convergente. Inicialmente, se plantea el desarrollo de un vehículo robótico para promover las aptitudes físicas y cognitivas a través de experiencias de movilidad. Pese a la versatilidad del vehículo, muchos de estos niños presentan limitaciones neuromotoras graves, que le impiden interactuar con la consola de conducción del vehículo en las diferentes modalidades. Por ello, para mejorar la accesibilidad del vehículo, no basta dotar a éste de diferentes modos de conducción y de mando, sino que de forma complementaria, se propone una nueva interfaz persona-máquina que potencie la actividad voluntaria y reduzca los efectos de los movimientos involuntarios. La motivación de este trabajo se basa en que la autonomía de locomoción es esencial para el desarrollo perceptivo, motor y social en los primeros años de vida. La revisión del estado del arte de los dispositivos de apoyo a la movilidad para personas con PC, muestra que pocos de ellos tienen como objetivo potenciar el desarrollo integral de la persona. Por otro lado, la interacción entre la máquina y el usuario con PC resulta un factor crítico. Un estudio bibliográfico de las interfaces persona-computador para usuarios con PC mostró que, aunque existen diversas soluciones, la usabilidad de las interfaces decrece drásticamente cuando existen afectaciones motoras graves, que dificultan el control voluntario. De acuerdo a estas consideraciones, se han detectado las siguientes necesidades: Mejorar la interacción del niño con su entorno físico y social a través de experiencias de movilidad como medio esencial del desarrollo integral del niño. Caracterizar las limitaciones de control causadas por las alteraciones de postura y movimiento de estos colectivos. Facilitar la interacción entre el niño y el dispositivo de apoyo a través de estrategias de filtrado del movimiento involuntario. En este contexto, las principales aportaciones científicas han sido: Propuesta de un modelo conceptual para formalizar la aplicación de las tecnologías de apoyo a personas con PC. El modelo define tres tipos de dispositivos de apoyo: general, personal y de entorno que han de interactuar de forma convergente para aproximar el dispositivo al usuario, y ambos, al entorno. Diseño y construcción de un nuevo vehículo robótico preindustrial como dispositivo de apoyo al desarrollo integral de los niños con PC. Diseño y evaluación de un algoritmo para estimación precisa y fiable de distancias a obstáculos empleando sensores ultrasónicos, para apoyar al niño en la conducción del vehículo. Desarrollo de una herramienta para la captura y el análisis del ejercicio de conducción para la objetivación del proceso terapéutico. Diseño y construcción de una nueva interfaz persona-máquina basada en tecnología inercial. Caracterización de la postura y del movimiento alterados de las personas con PC en el control del dispositivo inercial mediante el registro y el análisis de parámetros relacionados con estas alteraciones y la definición de métricas para su objetivación. Diseño y validación de una estrategia eficaz de filtrado para la reducción del efecto del movimiento involuntario en el control de la interfaz inercial. Validación funcional de la interfaz inercial como dispositivo de entrada al computador para su uso en aplicaciones diversas. Validación funcional de la interfaz inercial como dispositivo específico para la conducción del vehículo. Implementación práctica y validación del modelo conceptual de interacción convergente propuesto. Las soluciones y métodos planteados han sido validados de manera experimental con personas con PC. El criterio de selección de los participantes ha incluido a personas con graves dificultades para acceder a interfaces convencionales e incluso avanzadas. Los resultados obtenidos muestran que se han obtenido mejoras funcionales altamente positivas, que son expuestas en la memoria. El vehículo se ha mostrado como una herramienta eficaz para motivar al niño a interactuar con su entorno. La interfaz inercial ha demostrado ser un canal de interacción adecuado para estas personas, tanto para el acceso al computador como para la conducción del vehículo. Con todo, el resultado más significativo de esta tesis doctoral ha sido la creación de los dispositivos de apoyo (vehículo e interfaz) según un modelo de tecnología convergente de apoyo, con lo que se pretende aportar mayor autonomía y calidad de vida a las personas con PC

Evaluation of cervical posture improvement of children with cerebral palsy after physical therapy based on head movements and serious games

Background: This paper presents the preliminary results of a novel rehabilitation therapy for cervical and trunk control of children with cerebral palsy (CP) based on serious videogames and physical exercise. Materials: The therapy is based on the use of the ENLAZA Interface, a head mouse based on inertial technology that will be used to control a set of serious videogames with movements of the head. Methods: Ten users with CP participated in the study. Whereas the control group (n=5) followed traditional therapies, the experimental group (n=5) complemented these therapies with a series of ten sessions of gaming with ENLAZA to exercise cervical flexion-extensions, rotations and inclinations in a controlled, engaging environment. Results: The ten work sessions yielded improvements in head and trunk control that were higher in the experimental group for Visual Analogue Scale, Goal Attainment Scaling and Trunk Control Measurement Scale (TCMS). Significant differences (27% vs. 2% of percentage improvement) were found between the experimental and control groups for TCMS (p<0.05). The kinematic assessment shows that there were some improvements in the active and the passive range of motion. However, no significant differences were found pre- and post-intervention. Conclusions:Physical therapy that combines serious games with traditional rehabilitation could allow children with CP to achieve larger function improvements in the trunk and cervical regions. However, given the limited scope of this trial (n=10) additional studies are needed to corroborate this hypothesis

A rede de roças de São Tomé e Príncipe: Análise e caracterização da rede de vias comunicação

Este trabalho visa analisar a rede rodoviária da ilha de São Tomé, de modo a compreender o impacto que a colonização trouxe na organização do território, nomeadamente através da construção de roças, e consequentemente no estilo de vida da população. As roças eram estruturas agrárias, construídas entre meados do século XIX e meados do século XX, nas quais se realizava a plantação de café e cacau para exportação. Estas formavam uma rede hierárquica de assentamentos de diferentes dimensões em que cada elemento tinha uma função específica num conjunto complexo e extenso cujo propósito era maximizar a produção e o lucro dos roceiros. As roças funcionavam como pequenos estados, em circuitos fechados ligados por estradas e caminhos de ferro que ligavam a sede de cada roça às suas dependências, de menor dimensão, facilitando o transporte de mercadorias e pessoas. Nas roças viviam e trabalhavam colonos portugueses e pessoas escravizadas ou em regime de trabalho forçado provenientes de países africanos. Com a tomada da independência em 1975 de São Tomé e Príncipe e a posterior reforma agrária várias das propriedades agrícolas foram abandonadas o que levou à gradual degradação da infraestrutura das roças. Procura-se com este trabalho identificar de que forma a implantação das roças na ilha influenciou a segregação de algumas comunidades e que ainda é sentida atualmente. Para tal utilizou-se quer a observação em situ quer o método de análise space syntax, que nos permite analisar de que modo o espaço construído influencia a vivência da sociedade.This research aims to analyze the network of streets of the island of São Tomé, to understand the impact that colonization brought on the organization of the territory, namely through the construction of “roças”, and consequently on the lifestyle of the population. The roças were agrarian structures built between the mid-19th and mid-20th centuries, in which coffee and cocoa were planted for export. These formed a hierarchical network of settlements of different dimensions in which each element had a specific function in a complex and extensive set whose purpose was to maximize the production and profit of the farmers (roceiros). The roças functioned as small states, in closed circuits linked by roads and railways that linked the headquarters of each roça to its smaller dependencies, facilitating the transport of goods and people. Portuguese settlers and enslaved people or in forced labour from African countries lived and worked in the roças. With the independence of São Tomé and Principe in 1975 and the subsequent agrarian reform, several of the agricultural properties were abandoned, which led to the gradual degradation of the infrastructure of the roças. The aim of this work is to identify how the implantation of the roças on the island influenced the segregation of some communities, which is still noticed today. For this purpose, both in situ observation and the space syntax analysis method were used, which allowed us to analyze how the built space influences the experience of society

Accuracy and precision of the Tobii X2-30 eye-tracking under non ideal conditions

This document describes a methodology for the measurement of accuracy and precision of a remote eye tracker, the Tobii X2-30, under non ideal condition. The test was performed with 10 people. The results are: 2.46 and 1.91 degrees for the accuracy and precision respectively. The results can be used to establish the target size on the screen.Peer Reviewe

Parálisis cerebral y sistemas de seguimiento de la mirada: ¿clic por parpadeo o permanencia?

Los comandos básicos para el control de ordenadores a través de interfaces gráficas son comandos de alcance a un objeto en pantalla y su selección. El presente documento describe un estudio comparativo a nivel funcional de dos estrategias de selección alternativas, especialmente diseñada para personas con parálisis cerebral: clic por permanencia y clic por parpadeo, mientras que la tarea de alcance se realiza a través de movimientos oculares

Integración de un ratón inercial y una interfaz ocular para el control del cursor del ordenador.

En este artículo se presenta la integración de un ratón inercial y una interfaz ocular para el control del cursor del ordenador. El ratón inercial se utiliza para controlar la posición del puntero, mientrasque la interfaz ocular permite hacer click en pantalla a través del parpadeo. Para evaluar la interfaz combinada se ha empleado un software de evaluación específico (Fitts Study) que ha permitido obtener parámetros de evaluación de la realización de diversas pruebas de alcance y selección de objetivos. Los resultados se han comparado con el uso del ratón inercial mediante selección por tiempo de permanencia.IBERADA (Red Iberoamericana para el estudio y desarrollo de aplicaciones TIC basadas en interfaces adaptadas a personas con discapacidad, 512TR0466), financiada por CYTED (Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo). Gracias también a la Obra Social de Caja Cantabria, entidad financiadora del proyecto IVANPACE.Peer reviewe

La productividad, un pilar importante en la ventaja competitiva de las organizaciones: una perspectiva para la gestión de los factores que influyen en la productividad empresarial

The present work, has as objective, show the need to see the productivity as a pillar in the competitive advantage in the enterprise activity, also, it is expected to share the meaning of the above terms and with this facilitate any proposal or strategy to implement any method or technique that favors productivity rates and, so, demonstrate that it is working in the continuous improvement and thereby gain a competitive advantage.For that, an investigation was conducted applying a survey to 10 middle managers in 10 different enterprises, to meet their level of knowledge and management, on issues of productivity and continuous improvement. The results obtained indicate that, there are a set of common problems in the moment of applying the improving techniques: no tracks, no compromise, there is a little motivation and a lack of support from senior management.Revista Portal de la Ciencia, No. 7, diciembre 2014; 77-88El presente trabajo tiene como objetivo mostrar la necesidad de ver a la productividad como un pilar de la ventaja competitiva en la actividad empresarial, también se espera compartir el significado de los términos antes mencionados y con ello facilitar cualquier propuesta o estrategia para implementar cualquier método o técnica que favorezca los índices de productividad y así demostrar que se está trabajando en la mejora continua y con esto obtener una ventaja competitiva.Para tal propósito, se realizó una investigación aplicando una encuesta a 10 gerentes de nivel medio, en 10 empresas distintas, para conocer su nivel de conocimiento y manejo sobre temas de productividad y mejora continua. Los resultados obtenidos indican que hay una serie de problemas comunes al momento de aplicar las técnicas de mejora: no hay un seguimiento, no hay un compromiso, hay poca motivación y hay una falta de apoyo por parte de la alta gerencia.Revista Portal de la Ciencia, No. 7, diciembre 2014; 77-8

Metodología de estudio del aprendizaje de niños con parálisis cerebral en el uso de un ratón por movimientos de cabeza

This paper presents a methodology designed to evaluate the learning process for people with cerebral palsy (CP) who are asked to control a computer through an inertial interface. The interface allows users to control the mouse pointer and click with head movements. The metric proposed in order to objectively measure the process of learning is the “throughput”. This parameter has been widely used for the evaluation of pointing devices and is now applied for the first time to people with CP. The results obtained show that the metric can be used to quantify how the user is learning and therefore to assess the usability of the inertial device.[EN]Este artículo presenta un estudio piloto que introduce una metodología para valorar el aprendizaje de una persona con parálisis cerebral (PC) en el manejo del computador con una interfaz inercial, que permite el control del cursor y el clic mediante movimientos de cabeza. Se propone el uso de una métrica denominada rendimiento para medir objetivamente el proceso de aprendizaje. La métrica, ampliamente utilizada para la evaluación de dispositivos apuntadores, se aplica por primera vez en usuarios con PC. Los resultados obtenidos muestran cómo la métrica propuesta permite cuantificar el proceso de aprendizaje del usuario con PC, con lo que puede ser empleada para valorar la usabilidad del dispositivo inercial.[ES]Peer reviewe