Universidad Politécnica de Cartagena TESIS DOCTORAL “UNA ...
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Introducción En el tercer Capítulo se estudia la fenomenología del movimiento de agarre que se presenta en situaciones de déficit motor provocadas por la Enfermedad de Parkinson (EP). La idea es utilizar esta fenomenología como un marco de referencia que nos permita validar las hipótesis que sustentan los modelos sobre el movimiento de agarre que se han desarrollado, y en caso de ser necesario, inspire el desarrollo de modelos mas completos y capaces de dar explicación a los datos que se obtienen tanto en situaciones de normalidad como en situaciones de déficit motor parkinsoniano. En esta fase de la Tesis, se hace uso de las técnicas de la neurociencia computacional para desarrollar modelos que den cuenta de los patrones cinemáticos que aparecen cuando el movimiento de agarre es llevado a cabo por pacientes con EP. Empleando la metodología del Modelado Neuronal Dinámico expuesta en esta Introducción, se desarrollan unos modelos que constituyen, desde el punto de vista de esta investigación, una representación neuronal biológicamente plausible para los patrones espacio-temporales de movimiento asociados a las distintas componentes del movimiento de prensión. En el capitulo cuarto, se comienza con el proceso de transferencia tecnológica del método del modelado neuronal. Dicho proceso, pretende el desarrollo y adecuación de los modelos previamente estudiados, a la consecución de algoritmos de control de relativamente fácil implementación sobre plataformas robóticas antropomorfas. En el capitulo, se desarrolla un modelo neuronal para la coordinación del movimiento de agarre, en el que los modelos de efectores finales de los movimientos son antropomorficamente realistas. Se aborda, a partir de los resultados de experiencias psicofísicas expresamente diseñadas y desarrolladas para esta Tesis Doctoral, el desarrollo de un modelo biológicamente plausible para la reducción de la dimensionalidad en el problema del control y coordinación del gesto de la mano, durante el movimiento de agarre (Biblioteca de Gestos). Las capacidades del modelo se comentan y discuten ampliamente haciendo uso de la simulación. En el capitulo quinto se avanza un paso más, y se introduce una arquitectura multi-red para el estudio de los distintos (en cuanto a la naturaleza de la información sensorial involucrada) y progresivos procesos (en cuanto a que se producen en distintos momentos del desarrollo) de aprendizaje relacionados con una tarea de agarre de objetos. Se propone un sistema modular, compuesto de varias redes neuronales de idéntica arquitectura (Redes de Regularización, Poggio y Girosi, 1989), que permite el aprendizaje progresivo de los subprocesos que conforman un movimiento completo y correcto de agarre (subprocesos que se aprenden y ejecutan en distintos módulos del sistema y que requieren el intercambio y procesamiento de señales de modalidad sensorial muy dispar). En definitiva, se propone un sistema que, tras una serie de etapas de aprendizaje, es capaz de generar movimientos de agarre correctos cuando se le 8
Introducción presentan objetos de distinta forma y tamaño, independientemente de su localización u orientación en el espacio. Se discuten las propiedades del modelo en relación a la neurobiología y teorías existentes sobre el movimiento de agarre, y se muestran sus capacidades tanto en simulación, como en la implementación que de dicho modelo se ha llevado a cabo sobre una plataforma robótica real, cuestión que se aborda en detalle en el sexto y último Capítulo de esta Tesis. Por, último, la Tesis concluye con la exposición y síntesis de los aspectos más relevantes que ha producido esta investigación, así como con las propuestas para su futuro desarrollo. 9
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Introducción<br />
presentan objetos <strong>de</strong> distinta forma y tamaño, in<strong>de</strong>pendientemente <strong>de</strong> su localización u<br />
orientación en el espacio. Se discuten las propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l mo<strong>de</strong>lo en relación a la<br />
neurobiología y teorías existentes sobre el movimiento <strong>de</strong> agarre, y se muestran sus<br />
capacida<strong>de</strong>s tanto en simulación, como en la implementación que <strong>de</strong> dicho mo<strong>de</strong>lo se<br />
ha llevado a cabo sobre una plataforma robótica real, cuestión que se aborda en <strong>de</strong>talle<br />
en el sexto y último Capítulo <strong>de</strong> esta Tesis.<br />
Por, último, la Tesis concluye con la exposición y síntesis <strong>de</strong> los aspectos más<br />
relevantes que ha producido esta investigación, así como con las propuestas para su<br />
futuro <strong>de</strong>sarrollo.<br />
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