Este proyecto supone la continuación de los proyectos anteriores TEC2006-12376-C02 y TEC2009-
14446-C02 (en curso) en cuanto a investigación en diseño y aplicación de sensores táctiles avanzados.
En estos proyectos se ha investigado en sensores táctiles basados en polímeros electroactivos,
fabricados tanto con tecnologías de screen-printing como con láminas de materiales activos sobre placas
de circuito impreso flexibles, y en electrónicas de acondicionamiento y adquisición diversas basadas en
ASICs, microcontroladores, FPGAs o PSoCs. En este proyecto se pretende dar un paso hacia la
resolución de problemas y preguntas que atañen a la usabilidad y aplicabilidad de estos sensores. En
particular, el proyecto se articula en torno a dos sistemas: un sistema consistente en una silla o carro
eléctrico con un dispositivo de conducción asistida basado en sensor táctil, y un conjunto de sensores
para equipar una mano artificial.
El primer sistema es un sistema desarrollado como prototipo en el
proyecto en curso (TEC2009-14446) y del que se ha solicitado patente. En este proyecto se quiere
madurar el diseño, lo que significa hacer un sensor táctil específico para la aplicación en forma y
geometría de los tácteles y con la tecnología de menor coste que dé un rendimiento suficiente, hacer una
electrónica compacta, de bajo consumo y buena respuesta dinámica, y depurar los algoritmos de control
y calibración para que sean robustos ante cambios en las condiciones ambientales y de usuarios.
Del segundo sistema hay numerosos ejemplos desarrollados como contribuciones de institutos o
universidades, y también comerciales. Nuestro objetivo es realizar el conjunto de sensores (falanges y
palma) que equipan una mano artificial. Nuestro valor añadido se centra en una tecnología propia y
patentada para el sensor ‘básico‘ más una interfaz directa sensor-FPGA propuesta también por el
equipo. El objetivo es aprovechar esta estrategia probada en un sensor aislado, y llevarlo a una
arquitectura con comunicaciones implementadas mediante buses serie y/o inalámbricas. Se deben
diseñar los sensores específicos para la aplicación, e implementar en las FPGAs los algoritmos de
calibrado (nótese que son sensores matriciales con gran desapareamiento entre unidades sensóricas),
extracción de características, detección de eventos en tiempo real, y comunicaciones, todo ello con
tiempos de respuesta muy exigentes por el objetivo de servir en tareas de manipulación en tiempo real.
Paralelamente al trabajo en estos dos objetivos se propone un trabajo más fundamental que busca
resultados científicos trasladables a otros campos y mejoras a medio plazo de los sistemas propuestos.
Finalmente hacer hincapié en que este proyecto está fuertemente orientado a encontrar recursos para
aumentar la autonomía de las personas dependientes, cuestión de gran prioridad en las sociedades
occidentales como la nuestra.
Este proyecto supone la continuación del TEC2006-12376-C02 en cuanto a investigación en diseño y aplicación de sensores táctiles avanzados. En los últimos dos años aproximadamente se han propuesto, diseñado y testado sensores táctiles basados en polímeros conductores. Se han usado tecnologías de circuito impreso y de screen-printing. También se ha trabajado en la circuitería de acondicionamiento con ASICs y FPGAs, en la implementación de rutinas para extraer características dela imagen táctil, y en equipar con sensores táctiles a un robot. El proyecto TEC2009-14446-C02 abarca los siguientes grandes aspectos: avance en sensores táctiles, avance en circuitería de acondicionamiento, avance en análisis de la información táctil, y ampliación a otros sensores y aplicaciones. Con respecto al avance en el trabajo con sensores táctiles, fundamentalmente se trabaja en el modelado y diseño de un sensor capaz de detectar fuerzas normales y tangenciales a la superficie de contacto. Se propone usar polímeros electroactivos y métodos de fabricación de “screen-printing”. Para ello se segue el ejemplo de otros propuestos para tecnologías basadas en silicio. En especial se enfoca el diseño mediante técnicas de análisis con elementos finitos. También se quiere avanzar en el diseño de sensores con geometrías no planas, sensores que cubran áreas grandes, e incorporación de la electrónica en el mismo substrato. Con respecto al avance en el trabajo de la circuitería de acondicionamiento, se propone estudiar la conexión directa sensor táctil - FPGA. Las razones principales para usar una FPGA son: capacidad de computación en paralelo (permite gran velocidad de respuesta), gran número de patas E/S (permite conectar sensores grandes), y flexibilidad (es programable). Diseño y aplicación de sensores inteligentes basados en principios piezorresistivos (TEC 2009-14446-c02) (proyecto coordinado con CIDETEC www.cidetec.es)
Desde el punto de vista del análisis de la información táctil, se propone usar herramientas de inteligencia artificial. El objetivo es conocer más sobre la información táctil relevante en tareas de manipulación. Esto es importante para saber qué tareas debe realizar la electrónica del sensor inteligente.
Con respecto a la ampliación a otros sensores y aplicaciones, se plantean dos objetivos. En primer lugar, un demostrador con interfase hombre-máquina basada en sensores táctiles. En segundo lugar, evaluar el uso de sensores de flexión para hacer un seguimiento de la postura de la columna vertebral de un humano.