http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/50534 Mecatrónica Mon, 15 Jun 2026 18:42:20 GMT 2026-06-15T18:42:20Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69039 Banda inteligente para captar señales cinemáticas y electromiográficas orientada al control de movimientos Aráuz Saltos, Henry Alexander; Coto Macías, Ney Jesús; Yumbla Arévalo, Francisco Xavier, Director CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. This project develops an intelligent wearable band for capturing electromyographic and kinematic signals, specifically aimed at individuals with partial upper-limb amputation resulting from occupational accidents. Its purpose is to facilitate workplace reintegration and personal autonomy through embedded artificial intelligence, enabling the classification of residual muscle movements. During the development stage, an ergonomic wearable device was designed and implemented, integrating inertial and myoelectric sensors under a modular electronic architecture. The signals were processed using windowing techniques, and two learning models were comparatively evaluated: a convolutional neural network and a feature extraction–based architecture. Experimental results demonstrated that the feature extraction model provided greater stability, successfully controlling four discrete states in a robotic hand in both simulation and physical implementations. Additionally, the mechanical design ensured proper fixation, although energy autonomy was limited by the device’s dimensions. Finally, it is concluded that the proposed solution is viable for interpreting movement intention in real time, validating its use as an assistive tool for occupational continuity. Keywords: Embedded artificial intelligence, Inertial sensors, Partial amputation, Occupational reintegration, Signal processing. CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. El presente proyecto desarrolla una banda inteligente para capturar señales electromiográficas y cinemáticas, dirigida específicamente a personas con amputación parcial de la extremidad superior debido a accidentes laborales. Su propósito es facilitar la reintegración en el trabajo y la autonomía mediante inteligencia artificial embebida, permitiendo la clasificación de movimientos musculares residuales. En la etapa de desarrollo, se diseñó e implementó un dispositivo wearable ergonómico que integró sensores inerciales y mioeléctricos bajo una arquitectura electrónica modular. Se procesaron las señales mediante técnicas de ventaneo y se evaluaron comparativamente dos modelos de aprendizaje: una red neuronal convolucional y una arquitectura basada en extracción de características. Los resultados experimentales evidenciaron que el modelo de extracción de características ofreció mayor estabilidad, logrando controlar exitosamente cuatro estados discretos en una mano robótica tanto en simulación como en físico. Asimismo, el diseño mecánico garantizó la correcta sujeción, aunque la autonomía energética presentó restricciones por las dimensiones del dispositivo. Finalmente, se concluye que la solución propuesta es viable para interpretar la intención de movimiento en tiempo real, validando su uso como herramienta de asistencia para la continuidad laboral Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69039 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69037 Diseño de un robot de apoyo comunicacional y cognitivo para niños dentro del espectro autista Lara Pazmiño, Pablo Andrés; Sánchez Albarracín, Ariana Dayanara; Yumbla Arévalo, Francisco Xavier, Director CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. The present project proposes the design of a communicational and cognitive support robot aimed at children within the Autism Spectrum Disorder (ASD), with the objective of complementing traditional therapies through adaptive activities and the use of an Augmentative and Alternative Communication (AAC) system. The hypothesis states that an accessible robotic platform, specifically designed for domestic environments, can promote the child’s communicative and cognitive development while enabling the collection of objective performance metrics. To this end, a prototype was developed integrating a 3D-printed mechanical structure, an electronic architecture based on a Raspberry Pi 5, a custom-designed PCB, and a control system programmed using ROS 2. Visual interfaces with pictograms, auditory feedback, physical interaction, and report generation modules were implemented. The results demonstrated stable system performance, proper integration of mechanical, electronic, and software subsystems, as well as the robot’s ability to execute communicational, cognitive, and sensory regulation activities. In conclusion, the project validates the feasibility of an accessible robotic platform that serves as a complementary tool for therapeutic support, offering multimodal interaction and monitoring of user progress. Keywords: Therapeutic robotics, Autism Spectrum Disorder, Augmentative and Alternative Communication, cognitive intervention, assistive robotics CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. El presente proyecto propone el diseño de un robot de apoyo comunicacional y cognitivo dirigido a niños dentro del Trastorno del Espectro Autista (TEA), con el objetivo de complementar las terapias tradicionales mediante actividades adaptativas y el uso de un Sistema Aumentativo y Alternativo de Comunicación (SAAC). La hipótesis plantea que una plataforma robótica accesible, diseñada específicamente para entornos domésticos, puede favorecer el desarrollo comunicativo y cognitivo del niño, al mismo tiempo que permite recopilar métricas objetivas de desempeño. Para ello, se desarrolló un prototipo que integró una estructura mecánica impresa en 3D, una arquitectura electrónica basada en Raspberry Pi 5, una placa PCB personalizada y un sistema de control programado en ROS 2. Se implementaron interfaces visuales con pictogramas, retroalimentación auditiva, interacción física y módulos de generación de reportes. Los resultados obtenidos demostraron un funcionamiento estable del sistema, una correcta integración de los subsistemas mecánico, electrónico y de software, así como la capacidad del robot para ejecutar actividades comunicacionales, cognitivas y de regulación sensorial. En conclusión, el proyecto valida la viabilidad de una plataforma robótica accesible que actúa como herramienta complementaria para el apoyo terapéutico, ofreciendo interacción multimodal y seguimiento del progreso del usuario. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69037 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69030 Sistema autónomo de control para la ejecución de vuelos programados en aviones de ala fija Martínez Jara, Steven Ignacio; Veloz Pazmiño, Joel Eduardo; Yumbla Arévalo, Francisco Xavier, Director CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. This project aims to overcome the challenges associated with optimal logistics transport in rural areas of Ecuador from the perspective of using an autonomous control system in a fixed-wing unmanned aerial vehicle (UAV). The main focus is to validate an open-architecture experimental platform for programmed flight operations based on the Pixhawk controller and the Reno L250 fuselage. The methodology included the structural assembly of the aircraft, the integration of electronic propulsion and navigation components, and the configuration of flight modes and autonomous missions using Mission Planner software. Static thrust tests and control surface calibration were performed in the laboratory; subsequently, field tests confirmed the dynamic response. The results showed a successful takeoff and consistent flight stability under assisted control. Furthermore, the correct integration of the avionics systems was demonstrated. The functional prototype proves to be a viable and modular technological platform for future research on navigation algorithms and autonomous aerial logistics use cases Keywords: Fixed-Wing UAV, Pixhawk, Autonomous Control, Mission Planner, Reno L250. CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. Este proyecto tiene como objetivo superar los desafíos asociados con el transporte logístico óptimo en las zonas rurales de Ecuador desde la perspectiva del uso de un sistema de control autónomo en un vehículo aéreo no tripulado (UAV) de ala fija. El enfoque principal es validar una plataforma experimental de arquitectura abierta para operaciones de vuelo programadas basada en el controlador Pixhawk y el fuselaje Reno L250. La metodología incluyó el ensamblaje estructural de la aeronave, la integración de componentes electrónicos de propulsión y navegación, y la configuración de modos de vuelo y misiones autónomas utilizando el software Mission Planner. Se realizaron pruebas de empuje estático y calibración de superficies de control en el laboratorio, luego las pruebas de campo confirmaron la respuesta dinámica. Los resultados mostraron un despegue exitoso y una estabilidad de vuelo consistente bajo control asistido. Además, se demostró la correcta integración de los sistemas de aviónica. El prototipo funcional demuestra ser una plataforma tecnológica viable y modular para futuras investigaciones sobre algoritmos de navegación y casos de uso de logística aérea autónoma. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69030 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69029 Teleoperación semi-inmersiva de brazo robótico mediante realidad virtual y estimación de pose 6D Zuñiga Quesada, Victor Felipe; Zuñiga Quesada, Victor Hugo; Yumbla Arevalo, Francisco Xavier, Director CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. Operator exposure to hazardous industrial environments remains a significant occupational safety risk, despite advances in automation. The project aims to develop a virtual reality teleoperation system for remotely manipulating objects with a robotic arm. This system minimizes human presence in hazardous areas, allowing the operator to intervene from a safe environment. A collaborative robotic manipulator, an RGB-D camera, and an immersive interface in Unity were used. Communication and control have been integrated with ROS 2 and motion planning tools, considering safety standards and kinematic constraints. A perception system has been implemented to estimate the position and orientation of objects in six degrees of freedom, facilitating trajectory planning. The results showed effective synchronization between the virtual environment and the physical system, as well as accurate estimation of object position and safe execution of picking and placing tasks. In conclusion, the system verifies the feasibility of robotic teleoperation with virtual reality as an effective alternative for remote manipulation in high-risk environments. Keywords: Robotic systems, human-robot interaction, trajectory planning, immersive environments. CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. La exposición de operadores a entornos industriales peligrosos sigue siendo un riesgo considerable para la seguridad laboral, a pesar de los avances en automatización. El proyecto busca desarrollar un sistema de teleoperación en realidad virtual para manipular objetos de forma remota con un brazo robótico. Este sistema minimiza la presencia humana en áreas de riesgo, permitiendo al operador intervenir desde un entorno seguro. Se usaron un manipulador robótico colaborativo, una cámara RGB-D y una interfaz inmersiva en Unity. La comunicación y el control se han integrado con ROS 2 y herramientas de planificación de movimiento, considerando normas de seguridad y restricciones cinemáticas. Se ha implementado un sistema de percepción para estimar la posición y orientación de objetos en seis grados de libertad, facilitando la planificación de trayectorias. Los resultados evidenciaron sincronización efectiva entre el entorno virtual y el sistema físico, así como estimación precisa de la posición de objetos y ejecución segura de tareas de recolección y colocación. En conclusión, el sistema verifica la viabilidad de la teleoperación robótica con realidad virtual como alternativa eficaz para manipulación remota en entornos de alto riesgo Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/69029 2025-01-01T00:00:00Z