{"id":888,"date":"2016-06-03T11:31:03","date_gmt":"2016-06-03T16:31:03","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/taws\/?p=888"},"modified":"2016-06-03T11:31:03","modified_gmt":"2016-06-03T16:31:03","slug":"el-poder-de-las-expresiones-faciales-una-aplicacion-de-una-interfaz-cerebro-computador","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/taws\/2016\/06\/03\/el-poder-de-las-expresiones-faciales-una-aplicacion-de-una-interfaz-cerebro-computador\/","title":{"rendered":"El poder de las expresiones faciales: Una aplicaci\u00f3n de una interfaz cerebro computador"},"content":{"rendered":"

El siguiente post resume mi proyecto del curso de M\u00e9todos de Investigaci\u00f3n Aplicados a la Computaci\u00f3n.
\nEl estudio analiza varios aspectos relacionados con una interfaz cerebro computador desde el punto de vista de HCI (Human Computer Interaction)
\nEl an\u00e1lisis empieza con una comparaci\u00f3n entre dos tipos de mecanismos de control de un Robot Lego NXT de Mindstorms: teclado de computador e interfaz cerebro computador.
\nEl control con la BCI era usando expresiones faciales<\/strong> de los participantes. El objetivo era encontrar la diferencia en precisi\u00f3n entre los diferentes tipos de control para determinar si este tipo de interfaz puede ser considerado como un mecanismo de control factible.\u00a0Adem\u00e1s se busca encontrar las variables que influyen en el control de la BCI.
\nUna interfaz cerebro-computador (BCI, del ingles Brain Computer Interface), provee un m\u00e9todo de comunicaci\u00f3n entre humanos y computadoras.
\nLas c\u00e9lulas del cerebro se comunican entre s\u00ed produciendo peque\u00f1as se\u00f1ales el\u00e9ctricas, llamadas impulsos. Una forma de medir la actividad de estos pulsos es mediante un electroencefalograma (EEG), las interfaces cerebro computador usan este principio para captar datos provenientes de dicha se\u00f1al.
\nMi post anterior : http:\/\/blog.espol.edu.ec\/taws\/2016\/01\/18\/brain-computer-interfaces-nuevas-interacciones\/ detalla mas al respecto<\/p>\n

Metodolog\u00eda:<\/strong>
\nDescripci\u00f3n del Experimento<\/strong>
\nEl experimento fue realizado con 10 de estudiantes de la Facultad de Ingenier\u00eda en Electricidad y Computacion (FIEC). El experimento fue llevado a cabo en las instalaciones del Centro de Tecnolog\u00edas de Informaci\u00f3n (CTI), perteneciente a la ESPOL.<\/p>\n

\"Sin<\/a><\/p>\n

Figura 1 Cuadr\u00edcula usada en el experimento<\/p>\n

En la Fig. 1 se muestra la cuadr\u00edcula empleada en el experimento. La tarea planteada a los participantes consist\u00eda en controlar un robot y alcanzar los cinco puntos rojos planteados dentro de la cuadr\u00edcula, en el caso de que el robot se saliera de los l\u00edmites de la misma, deb\u00eda volver al punto de partida. Es importante recalcar que los participantes deb\u00edan realizar esta misma tarea para los dos mecanismos de control que ya hemos mencionado previamente.
\nEl robot pod\u00eda a realizar las siguientes acciones: moverse hacia adelante, detenerse y girar 90 grados (hacia la derecha). Para el control mediante el teclado, el participante deb\u00eda presionar una tecla para realizar una acci\u00f3n en particular. Por otro lado, con el control mediante la interfaz cerebro computador, el participante deb\u00eda seleccionar tres expresiones faciales, una para cada acci\u00f3n del robot, lo que supuso una fase previa de entrenamiento.<\/p>\n

Variables de Inter\u00e9s<\/strong>
\nSe midi\u00f3 el tiempo que les tom\u00f3 a los participantes realizar la prueba: el tiempo desde el momento en que empieza a moverse el robot hasta que llega al ultimo punto del circuito.
\nSe consider\u00f3 tambi\u00e9n el n\u00famero de intentos que efectu\u00f3 un participante para completar cada prueba. Este valor se contabiliz\u00f3 cada vez que el participante se desviaba considerablemente del circuito propuesto.
\nNivel de Frustraci\u00f3n y Nivel de Concentraci\u00f3n: mediciones propocionadas por el API del BCI.<\/p>\n

Resultados:<\/strong><\/p>\n

Tiempos de respuesta<\/strong>
\nEn la figura 2 se muestra el tiempo promedio para realizar una tarea con el teclado y con la BCI por cada participante. Observar que en los participantes uno y seis, se aprecia una diferencia significativa entre los dos tipos de control, ademas en este caso el teclado supone un menor tiempo. Sin embargo los participantes dos y ocho, realizaron un tiempo menor con la interfaz cerebro computador que con el teclado.<\/p>\n

\"Sin<\/a><\/p>\n

Figura 2 Diferencia de Tiempos por Participantes<\/p>\n

Niveles de Frustraci\u00f3n<\/strong>
\nSe obtuvo que la gr\u00e1fica del Nivel de Frustraci\u00f3n vs Tiempo (Fig.3) para tratar de visualizar la asociaci\u00f3n entre el grado de frustraci\u00f3n de los participantes frente a la experiencia y el tiempo de las tareas controlando al robot con la interfaz cerebro computador.
\nDe la gr\u00e1fica se puede notar que el menor tiempo esta asociado a un bajo nivel de frustraci\u00f3n, esto esta representado con el punto de color azul. Por el contrario el m\u00e1ximo tiempo esta relacionado con un alto grado de frustraci\u00f3n, este punto esta representado con el color rojo. El resto de puntos de color negro sugieren un patr\u00f3n en especial que indicar a cierta relaci\u00f3n entre ambas variables.<\/p>\n

\"Sin<\/a><\/p>\n

Figura 3 Nivel de Frustraci\u00f3n vs Tiempo BCI<\/p>\n

Para los n\u00famero de intentos y nivel de concentraci\u00f3n no se encontraron resultados interesantes por eso no los he considerado en este resumen.
\nConclusiones:<\/strong><\/p>\n

Resulta evidente la diferencia de los tiempos de respuesta entre ambos controles. Sin embargo, esta diferencia no se puede considerar sustancial.<\/p>\n

Se reportan usuarios que pudieron resolver el desaf\u00edo en menor tiempo con la BCI. Esto soporta la idea de que el desempe\u00f1o de estas interfaces dependen\u00a0de la destreza del usuario. Tambi\u00e9n se observ\u00f3 que la respuesta\u00a0de la BCI ante las expresiones faciales no es la misma\u00a0para todos los participantes.<\/p>\n

Considerando que los participantes nunca hab\u00edan interactuado con una BCI, la diferencia de 20 segundos entre los tiempos de respuesta es bastante aceptable. Sin embargo, no podemos generalizar su uso para todo tipo de aplicaciones, es decir la usabilidad de una BCI mediante expresiones faciales esta restringida.<\/p>\n

Analizando los factores que influyen en el control de este tipo de mecanismo se encontr\u00f3 una fuerte correlaci\u00f3n entre el nivel de frustraci\u00f3n y el tiempo que le tomaba a un usuario realizar la tarea.
\nOtros estudios relacionados han determinado que existe una relaci\u00f3n entre la frustraci\u00f3n de las personas y su interacci\u00f3n frente a los eventos que percibe o las tareas que realiza.<\/p>\n

Si las tareas son muy complejas, requieren precisi\u00f3n y dependen del tiempo, las personas pueden llegar a frustrase si tienen problemas.
\nDado que la tarea planteada a los participantes, era relativamente compleja realizar mediante las expresiones faciales, sumado el hecho de la interacci\u00f3n frente a un dispositivo totalmente nuevo, tiene sentido haber encontrado que el nivel de frustraci\u00f3n influye en el desempe\u00f1o de la tarea. Este aprendizaje nos indica que esta interfaz no puede ser usada para tareas que requieran alta precisi\u00f3n y destreza. Las aplicaciones deber\u00edan considerar en su dise\u00f1o factores que alivien la frustraci\u00f3n al momento de controlarlos.<\/p>\n

Autor:
\nRodrigo Castro<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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