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Como producto de las investigaciones que realizan los docentes y estudiantes de la Universidad Autónoma del Caribe, desde los distintos grupos de investigación, se han registrado ante la Superintendencia de Industria y Comercio un total de 11 patentes, 6 de ellas fueron presentadas en el año 2016 y las otras 5 en 2017.

 

Hasta el momento, 4 de las 11 patentes han sido otorgadas: 2 Patentes de Invención y 2 Modelos de Utilidad. Las 4 patentes otorgadas se desarrollaron en la Facultad de Ingeniería, y son las siguientes:

 

1. Electromiógrafo para Prótesis de Mano: El aparato consta de dos partes: una mecánica y otra electrónica. La parte mecánica es la construcción de la mano, los motores y el sistema de poleas. Debido a que es un prototipo, los motores están colocados en forma vertical para ejercer mayor torque a cada uno de los dedos. Las poleas están hechas en bronce y van conectadas a los motores con nylon, que ayudan a flexionar cada dedo sin inconvenientes de desgaste por su resistividad. Gracias a sus sensores de presión y posición la hacen un poco más real al agarrar objetos de mayor o menor peso, con el mismo movimiento o como por ejemplo al estrechar una mano.

 

Por otro lado, la parte electrónica tiene varios pasos entre los que están la toma de la señal en el brazo de la persona mediante unos electrodos conectados a los músculos para tomar la señal de los movimientos que luego van a ser calibrados en la mano, mediante un software. Para esto se amplifica la señal y se lleva al rango de voltios para una mejor lectura, luego se filtra para tener la frecuencia requerida y pasa a ser procesada para después calibrar los motores con un microcontrolador. Este recibe la señal, la procesa, controla la posición de los dedos y la presión que deben ejercer, además del tiempo de encendido y la velocidad de los motores.

 

Patente Electromiógrafo.jpg

 

2. Robot Visión Gas Detector

Minimiza el riesgo de accidentes por acumulación de gases en espacios cerrados. Es un robot móvil monitoreado por ordenador y diseñado con los estándares internacionales de seguridad OSHA, en espacios confinados, teniendo la capacidad de monitorear todas las áreas donde se necesite analizar concentraciones de gases, con rangos específicos de operación.

 

Patente Dispositivo Robot.jpeg

 

3. Sistema de Control para Silla de Ruedas Eléctricas por medio de Electrooculografía

Facilita el desplazamiento autónomo de personas en estado de cuadriplejia. Se refiere a un método y un sistema basados en electrooculografía (EOG), los cuales permiten el direccionamiento de una silla de ruedas mediante el rastreo de los movimientos oculares.

 

Patente Prueba de electrooculógrafo.jpg

 

4. Sistema de Medición de Torque en Tiempo Real

Asegura la toma de decisiones, reduciendo el costo, el riesgo para las personas que obtendrán los datos de forma remota y de variabilidad en las operaciones, ya que es un paquete tecnológico flexible compuesto por un conjunto de procedimientos, hardware y software que permite medir de forma inalámbrica el torque de cualquier máquina rotatoria, especialmente aquellas que no posean dispositivos de medición de esta variable, que detecta información acerca del funcionamiento del equipo, posibilitando el análisis en tiempo real de variables de control.

 

Dentro de las otras patentes que están en proceso se encuentran: Monitor Inteligente de Frecuencia Cardíaca para Deportistas en Actividad; Sistema de Captar Señales Precordiales usando Sismocardiografía; Sistema de Soporte y Evaluación de Bolsa Cystofló; Ropa Íntima Femenina que contribuye en la Disminución de los Cólicos Menstruales; Medidor de Combustible Inalámbrico para Depósitos; Máquina de Movimiento Pasivo para Rehabilitación Temprana de Codo y un Robot para la Práctica de Artes Marciales con Registro de Golpes.

 

En ese mismo orden, a finales del año pasado, la Universidad Autónoma del Caribe fue ganadora de una convocatoria de Colciencias para el desarrollo de 8 prototipos, donde se incluyen estas investigaciones en proceso.

 

 Patente Torquímetro.jpg

 

Por otro lado, en 2019 la Universidad participó en 18 convocatorias para financiar proyectos de investigación, de los cuales 11 fueron en alianza con otras universidades, como Universidad del Atlántico, Universidad de la Costa, Universidad del Norte, Universidad de Córdoba y Universidad de Medellín, entre otras instituciones a nivel local y nacional.

 

Resultado de lo anterior, la Universidad resultó ganadora con el proyecto Atlántico: Rutas Insólitas en una convocatoria del Ministerio de Cultura, y en otras 3 convocatorias quedó como elegible en el banco de proyectos de Colciencias, para ser financiados por el Sistema General de Regalías.

 

“La Universidad desde todas sus facultades, junto con sus grupos y semilleros de investigación continúa trabajando en más proyectos a la espera de recursos y convocatorias externas que permitan presentarlos ante Colciencias”, destacó Jina Mendoza, Profesional de Transferencia del Conocimiento de la Universidad Autónoma del Caribe. VSC

Publicado en Noticias Generales

Mediante la resolución N° 82443 la Superintendencia de Industria y Comercio otorgó una nueva patente de invención a los egresados Mario Villamizar Palacio y José Suárez Mejía y a la docente Gisella Borja Roncallo, en representación de la Universidad Autónoma del Caribe, por la creación denominada ‘Sistema de control para sillas de rueda eléctricas por medio de electrooculografía’.

 

La electrooculografía, en palabras sencillas, son las señales que se generan con el movimiento de los ojos. Esas señales se captan y con ellas se pueden hacer múltiples implicaciones, llevándose a la práctica con un proceso de adecuación de esas señales. 

 

Esta patente se une a la de invención otorgada a la creación ‘Electromiógrafo implementado en una prótesis de mano’ y a la de modelo de utilidad de un ‘Dispositivo robot para la detección de gases en espacios cerrados’.

 

El proyecto fue desarrollado dentro del grupo de investigación CEBI-UAC (Centro de Investigación de Bioingeniería), donde los jóvenes estudiantes de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones pudieron encontrar todos los recursos que en el momento necesitaron para desarrollar su invento, ya fueran económicos o académicos. “A nivel de los profesores encontramos en ellos un interés particular por el proyecto y eso generó que todo se diera más fácil, debido a que nos prestaban la ayuda adecuada en el momento requerido”, reconoce Mario Villamizar.

 

Dentro de las reivindicaciones concedidas por la SIC, se establecen los pasos del método para controlar una silla de ruedas mediante el movimiento ocular del usuario: 

- Obtener las señales electrooculográficas por medio de cinco electrodos colocados en el rostro del usuario.

- Acondicionar las señales quitándoles diferentes ruidos y llevándolas a niveles aptos, y transmitirlas a través de radio frecuencia.

- Determinar la posición de los ojos y establecer la dirección de movimiento deseada por medio de un microcontrolador.

- Detectar, por medio de sensores ultrasónicos que giran angularmente, la presencia de obstáculos en la dirección de movimiento.

- Generar en base a la información obtenida el accionamiento de los motores correspondiente para el desplazamiento de la silla de ruedas.

- Monitorear de forma paralela la velocidad real de las ruedas para mantener una velocidad segura en condiciones de pendiente o superficies especiales.

 

Patente de electrooculógrafo (2).jpg

 

¿Cómo surgió la idea?

Este invento nació en el curso de Bioingeniería que reciben los estudiantes de noveno semestre de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones, en las aulas de la Universidad Autónoma del Caribe. Mario Villamizar, uno de los inventores, relata que inicialmente intentaron desarrollar “un detector de sueño para conductores de automóviles, a través de electrooculografía”. Sin embargo el proyecto no tuvo la trascendencia que esperaban.

 

Al llegar a décimo semestre, Villamizar y su compañero José Suárez, debían desarrollar un proyecto de grado, ahí decidieron continuar con el que había dejado a mitad de camino. “Teníamos adelantados los sensores del anterior trabajo y decidimos mejorarlos. De ahí surgió la idea de usar el electrooculógrafo para controlar sillas de ruedas eléctricas. Además partió de una necesidad que habíamos visto en las personas con discapacidad motriz severa, como la cuadriplejia, por ejemplo”, señala el ingeniero Villamizar.

 

Agrega la docente Gisella Borja que este proyecto responde a una problemática a nivel mundial de los discapacitados. “Es una silla que les brinda esa ayuda, que les da la posibilidad de tener más independencia, ayuda también a su calidad de vida, a su parte sicológica y emocional, al saber que podrán movilizarse sin necesidad de contar con el apoyo permanente de alguien”, manifiesta.

 

Otra de las particularidades de la creación es que se hizo pensando en un producto que fuera accesible al público en materia económica con una disminución de los gastos y la simplificación, a diferencia de otras alternativas que son muy costosas.

 

El aparato está compuesto por tres módulos, según explica el ingeniero electrónico José Suárez. “El primero es el de adquisición y acondicionamiento analógico con los sensores que captan las señales electrooculográficas con transmisión inalámbrica, a través de cinco electrodos que se colocan alrededor de los ojos, por los movimientos horizontales y verticales de los ojos”, indica.

 

Esas señales son amplificadas y les hacen un filtrado, se adecuan de tal manera que llegan al segundo módulo: el de procesamiento y control. Este módulo comprende tres sistemas: uno de control de direcciones que recibe las señales, las analiza y determina la dirección hacia la cual debe desplazarse la silla de ruedas; uno de control automático de velocidad que comprende dos ‘encoders’ ópticos ubicados uno en cada eje de los motores de la silla de ruedas y que regula su velocidad según la inclinación y las diferentes superficies de desplazamiento; y otro sistema de detección de obstáculos que emplea dos sensores ultrasónicos ubicados en la parte delantera de la silla, los cuales rotan en la dirección de giro o movimiento, con los que se calcula la distancia a la que se encuentran los obstáculos y a partir de esto se toma la decisión respectiva de control.

 

“En palabras sencillas, este módulo toma las decisiones pertinentes para que la silla de ruedas se mueva adecuadamente. Se toman las decisiones de la dirección, de la velocidad de la silla de ruedas, dependiendo de las superficies de desplazamiento y otros factores”, aclara Suárez.

 

Prueba de electrooculógrafo.jpg

 

 

 

Por último, está el módulo de aislamiento y gestión de potencia compuesto por optoacopladores que reciben las señales digitales del microcontrolador y se conectan a los transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o Mosfets (por su sigla en inglés) y relés para controlar la dirección de desplazamiento y la velocidad de la silla de ruedas eléctrica.

 

A partir de este proyecto, los jóvenes fueron becados por la universidad para seguir desarrollando la idea, mejorarla y corregir errores. Entre esas mejoras esta una mejor adecuación de los electrodos para hacerlos más pequeños y ubicarlos en una especie de casco, que dé al usuario una mayor comodidad al no estar conectado con cables.

 

“Lo hicimos cableado porque es un prototipo pero si lo queremos llevar a un nivel comercial debemos pulirlo para que permita la comodidad del usuario. El sistema de control lo estamos mejorando y le vamos a incluir un sistema de detección de obstáculos para que si, por alguna eventualidad, la silla se vaya a un lugar inesperado que represente peligro, inmediatamente se detenga al detectar los obstáculos y salvaguardar la integridad del usuario”, indica Mario Villamizar.

 

Para la docente Gisella Borja, docente de Bioingeniería y magister en Ingeniería Biomédica, esta patente refleja el crecimiento en investigaciones que ha tenido la universidad, además del “afianzamiento de conocimientos que se generan desde la academia, lo que deriva en la creación de productos de gran beneficio para la sociedad”.

 

Para la Universidad Autónoma del Caribe es fundamental la innovación y el emprendimiento de los estudiantes. Es por eso que les brinda todo el acompañamiento y asesoría, mediante sus docentes y los grupos de investigación, para que puedan materializar sus ideas. Actualmente la institución cuenta con 27 grupos de investigación ubicados en las principales categorías de Colciencias.

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