Universidad Politécnica de Cartagena TESIS DOCTORAL “UNA ...
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Capitulo 4. Modelo Neuronal para la Coordinación del Gesto Manual durante el Agarre La extensión en los MCP y PIP de los dedos se define con descensos en el valor del ángulo medido, de manera tal que con los dedos totalmente flexionados su valor es de ~90 o . En cuanto a la abducción, incrementos positivos de la ABD entre el índice y el medio indican que el ángulo entre estos dedos crece, lo mismo ocurre para la ABD entre el dedo medio y el anular y descensos en el valor de la ABD entre el anular y meñique indican un aumento de la separación entre estos dedos. En el pulgar, aumentos en el valor del ángulo ROT implican rotación interna del pulgar (el pulgar se ‘mete’ bajo la palma) y los descensos en ese valor significan que el pulgar se abre desde la palma hacia fuera. La resolución espacial del guante es < 0.5º y la señal se capta a 112 muestras/segundo. El dispositivo se encontraba conectado mediante cable RS-232 a los puertos serie de una estación de trabajo Silicon Graphics SGI/Octane SSE (SGI, Inc) donde se almacenaban los datos para su posterior procesamiento. Tabla 1. Lista de objetos empleados en las tareas # Descripción 1 CD de música 2 Bote de refresco 3 Bombilla 4 Pelota pequeña 5 Mando a distancia 6 Cuchillo 7 Cenicero 8 Casete de música 9 Ratón de ordenador 10 Bolígrafo 11 Paquete de cigarrillos 12 Cinta de video VHS 13 Teléfono móvil 14 Vaso 15 Taza con asa * 16 Mechero 156
Capitulo 4. Modelo Neuronal para la Coordinación del Gesto Manual durante el Agarre *Este es el único objeto sobre el cual se especifica una manera de agarrarlo en los ensayos. Este objeto debía ser agarrado por el asa. Articulación Interfalángica (IP) Articulación Metacarpofalángica (MCP) Rotación del Pulgar (ROT) 157 Articulación Proximal Interfalángica (PIP) Articulación Metacarpofalángica (MCP) Sensores de Abducción Figura 4.1. Dispositivos que conform,an el sistema de captación de datos y posición de los sensores sobre el Cyberglove. 3.1.2 Análisis de los datos Para analizar la evolución de la postura de la mano a lo largo de distintas tareas de agarre se han analizado los datos obtenidos con nuestro aparato mediante la técnica de descomposición en valores singulares (SVD, Hendler y Shrager, 1994). Al igual que la técnica de análisis por componentes principales (Glaser y Ruchkin, 1976), el SVD reduce los datos a una combinación lineal de ‘posturas ortogonales’ o autoposturas de manera que la varianza de los datos que explican las autoposturas de mayor orden se reduce progresivamente. Una ventaja del SVD es que permite obtener información acerca de la evolución temporal de la postura de la mano. La computación del SVD se basa en la matriz X (N x 15) en la que N es el número de muestras tomadas en un ensayo y 15 se refiere al número de sensores que toman datos acerca de la postura de la mano. La matriz X se descompone posteriormente en tres matrices U, Σ y V de la forma, T X = U ⋅Σ ⋅ V (4.1)
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Capitulo 4. Mo<strong>de</strong>lo Neuronal para la Coordinación <strong>de</strong>l Gesto Manual durante el Agarre<br />
*Este es el único objeto sobre el cual se especifica una manera <strong>de</strong> agarrarlo en los<br />
ensayos. Este objeto <strong>de</strong>bía ser agarrado por el asa.<br />
Articulación<br />
Interfalángica<br />
(IP)<br />
Articulación<br />
Metacarpofalángica<br />
(MCP)<br />
Rotación <strong>de</strong>l<br />
Pulgar<br />
(ROT)<br />
157<br />
Articulación<br />
Proximal<br />
Interfalángica<br />
(PIP)<br />
Articulación<br />
Metacarpofalángica<br />
(MCP)<br />
Sensores <strong>de</strong><br />
Abducción<br />
Figura 4.1. Dispositivos que conform,an el sistema <strong>de</strong> captación <strong>de</strong> datos y posición <strong>de</strong> los sensores sobre<br />
el Cyberglove.<br />
3.1.2 Análisis <strong>de</strong> los datos<br />
Para analizar la evolución <strong>de</strong> la postura <strong>de</strong> la mano a lo largo <strong>de</strong> distintas tareas <strong>de</strong><br />
agarre se han analizado los datos obtenidos con nuestro aparato mediante la técnica <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>scomposición en valores singulares (SVD, Hendler y Shrager, 1994). Al igual que la<br />
técnica <strong>de</strong> análisis por componentes principales (Glaser y Ruchkin, 1976), el SVD reduce<br />
los datos a una combinación lineal <strong>de</strong> ‘posturas ortogonales’ o autoposturas <strong>de</strong> manera<br />
que la varianza <strong>de</strong> los datos que explican las autoposturas <strong>de</strong> mayor or<strong>de</strong>n se reduce<br />
progresivamente. Una ventaja <strong>de</strong>l SVD es que permite obtener información acerca <strong>de</strong> la<br />
evolución temporal <strong>de</strong> la postura <strong>de</strong> la mano. La computación <strong>de</strong>l SVD se basa en la<br />
matriz X (N x 15) en la que N es el número <strong>de</strong> muestras tomadas en un ensayo y 15 se<br />
refiere al número <strong>de</strong> sensores que toman datos acerca <strong>de</strong> la postura <strong>de</strong> la mano. La<br />
matriz X se <strong>de</strong>scompone posteriormente en tres matrices U, Σ y V <strong>de</strong> la forma,<br />
T<br />
X = U ⋅Σ ⋅ V<br />
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