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ASIBOT: ROBOT PORT´
ATIL DE ASISTENCIA
A DISCAPACITADOS. CONCEPTO,
ARQUITECTURA DE CONTROL Y
EVALUACI ´
ON CL´
INICA
Alberto Jard´on ∗,1Antonio Gim´enez ∗,1
Ra´ul Correal ∗,1Santiago Martinez ∗,1
Carlos Balaguer ∗,1
∗RoboticsLab, Universidad Carlos III de Madrid - Espa˜na 2
Resumen: Hasta ahora la tecnolog´ıa usada en los hogares se ha caracterizado
por basarse en elementos est´aticos, es decir, electrodom´esticos tradicionales tales
como lavavajillas, lavadoras, hornos, etc. fijos en un determinado lugar del entorno
durante todo su periodo de funcionamiento. Recientemente se han a˜nadido los
entornos dom´oticos, que introducen control por computador de determinados
servicios, como luces, alarmas, climatizaci´on. Es este art´ıculo se presenta el
siguiente paso en la introducci´on de nuevas tecnolog´ıas en una vivienda. El
concepto fundamental es introducir “electrodom´esticos m´oviles” en las casas, es
decir, robots. El robot ASIBOT es un “electrodom´estico” m´ovil, diferente a los
robots m´oviles tradicionales, que puede moverse a trav´es de conectores situados
en cualquier punto de la casa, desarrollando diferentes tareas cotidianas de
asistencia a personas discapacitadas, como ayuda a comer, beber, aseo personal,
manipulaci´on de ob jetos, etc. Adem´as, en este art´ıculo se presentan los resultados
de los ensayos cl´ınicos efectuados con pacientes reales en la realizaci´on de AVDs
(Actividades de la Vida Diaria) en el Hospital Nacional de Parapl´ejicos de Toledo.
Copyright c
2008 CEA.
Palabras Clave: Robots de asistencia, rob´otica de rehabilitation, discapacidad,
ensayos clinicos
1. INTRODUCCI ´
ON
Hist´oricamente la tecnolog´ıa utilizada en el hogar
ha venido en los electrodom´esticos de la gama
blanca o gris, equipos el´ectricos como los lava-
vajillas, hornos, etc. M´as tarde se introdujeron
1A. Jard´on, A. Gim´enez, R. Correal , S. Martinez
y C. Balaguer pertenecen al Departamento de
Ingenier´ıa de Sistemas y Autom´atica, Madrid, Espa˜na.
(alberto.jardon,carlos.balaguer, antonio.gimenez,
raul.correal, scasa)@uc3m.es
2Este trabajo est´a financiado por el RoboticsLab - UC3M
- Espa˜na y el IMSERSO (Ministerio de Trabajo y Asuntos
Sociales) - Espa˜na
sensores y actuadores, permitiendo cierta automa-
tizaci´on en el hogar para el control de la ilumina-
ci´on, el control de la temperatura, detecci´on de
intrusos, alarmas contra el fuego, etc. Pero todos
estos elementos tradicionales son est´aticos, es de-
cir, est´an instalados en la casa y permanecen en
ella durante la vida de la vivienda sus vidas ´utiles,
realizando siempre la misma tarea. Actualmen-
te se est´an introduciendo cada vez m´as equipos
en el hogar para hacer m´as confortable la vida.
La inteligencia ambiental, basada en las nuevas
tecnolog´ıas de la informaci´on, permite introducir
introducir microprocesadores de bajo coste en los
electrodom´esticos tradicionales y de l´ınea blanca,
http://riai.isa.upv.es
ISSN: 1697-7912. Vol. 5, Núm. 2, Abril 2008, pp. 48-59
as´ı como en muebles, ropas, paredes, etc. Todos
estos microprocesadores pueden comunicarse unos
con otros utilizando interfaces inteligentes, que
permiten a los habitantes de la casa estar inte-
grados en un entorno inal´ambrico de comunica-
ci´on. Las tecnolog´ıas que soportan la Inteligencia
Ambiental ofrecen una oportunidad excelente, no
s´olo para la mejora del entorno dom´estico, si se
aplican bajo las premisasdel "Dise˜no para todos
mejorar´an el nivel de vida de sus habitantes e
incluso les dotar´a de mayor independencia (Aarts
et al., 2002; Buss and Schmidt, 1999).
Desde sus inicios el dise˜no de Robots asistencia-
les (RA) arrastra un problema: que es que los
desarrollos actuales presentan un ratio beneficio-
coste muy bajo. Esto es debido a un determinado
n´umero de factores:
a) Las tecnolog´ıas empleadas en los RA son
intr´ınsecamente caras.
b) Los productos relacionados con la discapaci-
dad se centran en cubrir nichos de mercado,
al plantear soluciones muy espec´ıficas llegan
a pocos individuos, siendo necesario un dise-
˜no a medida o bien una adaptaci´on compleja
y cara.
c) La funcionalidad de los dispositivos existen-
tes no satisface las expectativas ni las necesi-
dades de los usuarios.
Es necesario aumentar este ratio, identificando
correctamente las necesidades de los usuarios, con-
siderando desde el dise˜no la funcionalidad y usabi-
lidad de la soluci´on, para aumentar el beneficio y
maximizar el n´umero de personas al que se dirige
la ayuda,repartiendo costes. Por ello surgen los
sistemas integrales de asistencia, compuestos por
soluciones multiagente donde m´as de un robot
dom´estico se encuentra integrado con otros dis-
positivos dom´esticos que ejecutan determinadas
acciones muy espec´ıficas (climatizaci´on, TV y vi-
deo, control de iluminaci´on, etc), como un m´odulo
m´as. El concepto dom´otico de casa inteligente o
“Smart Home” aplicado a personas con discapaci-
dades, incluir´a dispositivos para la asistencia de
los inquilinos y dispositivos para la continua mo-
nitorizaci´on y supervisi´on de su salud. El ob jetivo
es dise˜nar m´odulos de asistencia, basados en otros
dispositivos m´as baratos que puedan ser combina-
dos para ser usados por un gran colectivo aunque
de distintas formas, para alcanzar la satisfacci´on
de las necesidades individuales.
Este art´ıculo presenta el siguiente paso en la
introducci´on de nuevas tecnolog´ıas en el entor-
no dom´estico, de acuerdo con el concepto de
“autonom´ıa modular” introducido por P. Dario
(Guglielmelli E., 1997). El concepto principal es
introducir elementos “inteligentes” y m´oviles en
la casa, es decir, robots. El paso adelante supone
extrapolar este enfoque a otros entornos fuera del
hogar, la oficina, el supermercado, etc, de forma
que el usuario disponga de las ayudas modulares
tambi´en fuera de su hogar adaptado.
2. ROBOTS ASISTENCIALES E
INTELIGENCIA AMBIENTAL
Las tecnolog´ıas que soportan la Inteligencia Am-
biental, (Aarts et al., 2002), al estar esencialmente
dise˜nadas para todos, permitir´an dotar de una
forma barata y efectiva a los robots asistencia-
les mecanismos que los hagan m´as fiables, ´uti-
les y realmente aut´onomos en su interacci´on no
s´olo con el entorno sino tambi´en con el usuario,
(Crisman, 1996).
Existen diversas propuestas para el desarrollo de
sistemas de asistencia modulares para personas
mayores y discapacitadas, en los entornos de tra-
bajo y hogar. Consisten fundamentalmente en in-
tegrar bajo una red de comunicaciones dom´otica,
tres tipos de m´odulos, compartiendo soporte f´ısico
y protocolo:
Dispositivos dom´oticos est´andar, que imple-
mentan control de iluminaci´on, ventanas,
persianas, puertas, climatizaci´on y calefac-
ci´on, seguridad frente a fuego e intrusi´on, etc.
Electrodom´esticos de gama blanca y marr´on 3,
dotados de conectividad. Se incluyen en es-
tos sistemas las funcionalidades que permi-
ten la introducci´on de las TICs 4en el ho-
gar (ADSL, banda ancha): sistemas de tele-
asistencia m´edica, tele-conferencia, TV a la
carta interactiva, etc.
Ayudas t´ecnicas basadas en RA, como sillas
de ruedas aut´onomas, sistemas de teleasisten-
cia, RA sobre plataforma m´ovil, etc.
El car´acter tan heterog´eneo de las habilidades
y capacidades, tanto f´ısicas como cognitivas, del
conjunto de usuarios, hace necesario implementar
sistemas de RA cuya arquitectura pueda atender a
las necesidades de todos ellos sin perder eficiencia.
Se va a considerar la introducci´on de inteligencia
en los actuales entornos dom´oticos est´aticos, que
evolucionan hacia el denominado “hogar inteli-
gente”. Este entorno de Inteligencia Ambiental,
facilita la inclusi´on de ayudas t´ecnicas, lo que
permite que el RA se integre de forma natural
y se aproveche de los servicios que este entorno
ofrece. En este contexto, se propone la estructura
denominada ‘‘N´ucleo Asistencial Port´atil”que
permite diversas formas de controlar los sistemas,
desde el punto de vista de la iteraci´on con el usua-
rio y el entorno, variando el nivel de autonom´ıa o
3imagen y sonido
4acr´onimo de Tecnolog´ıas de la Informaci´on y las Comu-
nicaciones
A. Jardón, A. Giménez, R. Correal, S. Martínez, C. Balaguer
49
asistencia seg´un las necesidades y que permitir´a
personalizar el sistema rob´otico asistencial a las
necesidades espec´ıficas, con un esfuerzo y coste
m´ınimos.
Si bien la introducci´on de determinados elementos
"inteligentes"permite incrementar la funcionali-
dad de las asistencias rob´oticas, es preciso identi-
ficar de qu´e forma podr´a el sistema en su conjunto
cubrir las necesidades de los usuarios sin olvidar
que siempre ser´an precisas ciertas adaptaciones
del entorno. Esto, lejos de ser un inconveniente
puede ser una ventaja. Por ejemplo, la acci´on de
abrir y cerrar un grifo, que supone un complejo
problema de navegaci´on, localizaci´on y manipu-
laci´on en los RA basados en plataforma m´ovil,
puede ser resuelta f´acilmente instalando grifos do-
tados de c´elulas fotoel´ectricas que controlan la
electrov´alvula de apertura de forma autom´atica.
Todos estos dispositivos se ponen a disposici´on
del usuario para que los use como mejor satisfa-
ga sus necesidades particulares. En este sistema
modular, la inclusi´on de asistentes rob´oticos se
justifica para la realizaci´on de tareas asistenciales
que precisen manipulaci´on. El usuario realiza la
interacci´on a trav´es de distintos m´odulos adapta-
dos con HMIs personalizados. La ayuda presente
en cada hogar, depender´a del tipo y grado de
discapacidad del usuario, pudiendo coexistir va-
rias de estas ayudas, por ejemplo silla de ruedas,
manipuladores m´oviles y ayudas automatizadas
para la asistencia a la transferencia del usuario.
Cada m´odulo puede ser f´acilmente a˜nadido o des-
conectado del entorno, de forma transparente al
usuario, utilizando el sistema de comunicaciones
sin necesidad de reconfigurarlo, de forma similar
a como lo realizan los dispositivos con tecnolo-
g´ıas Bluetooth, (“hot plugging/unplugging”). Cada
dispositivo presente proporciona su funcionalidad
a los dem´as dispositivos. El sistema de control y
supervisi´on se encuentra distribuido entre todos
los dispositivos, de forma que cada uno de ellos
trabaja de forma coordinada con el resto y se
comporta resposdiendo a otros componentes o a
los usuarios.
3. EL CONCEPTO DE ROBOT PORT´
ATIL
La caracter´ıstica fundamental que debe asegurar
un robot asistencial es que posibilite al usuario
obtener capacidades aumentadas, gracias a la uti-
lizaci´on del sistema sensorial (que cubrir´a las defi-
ciencias perceptivas del usuario) y al sistema loco-
motor que ejecutar´a las acciones deseadas sobre el
entorno, (cubriendo as´ı sus deficiencias motoras).
Si todo este sistema se puede desplazar all´a donde
vaya el usuario, se puede considerar que el sistema
es port´atil. Para que se pueda desplazar el robot
tendr´a su propio sistema locomotor o usar´a el me-
dio de locomoci´on que el usuario, generalmente la
silla de ruedas. En la siguiente secci´on se revisar´an
las caracter´ısticas que hacen al ASIBOT el primer
sistema asistencial port´atil.
3.1 Arquitectura del sistema asistencial port´atil
Desde el punto de vista del usuario, el tipo y
grado de discapacidad obliga a elegir una interfase
adecuada con el RA. Es imposible, por motivos de
coste y complejidad, atender de forma personali-
zada, a las necesidades de cada usuario. Es preciso
plantear estrategias para poder llegar a todos los
usuarios de la forma adecuada. La soluci´on que
se ha adoptado para el ASIBOT se basa en una
configuraci´on modular basada en silla de ruedas,
interfase y manipulador port´atiles, con el objetivo
de restaurar la movilidad y la capacidad de ma-
nipulaci´on, no s´olo en el entorno dom´estico sino
en cualquier lugar. Se utiliza el mismo sistema
base, f´acilmente personalizable y capaz de atender
m´ultiples necesidades (Jard´on, 2006), para ser uti-
lizado por todas las personas con dificultades en
la manipulaci´on.
El sistema asistencial propuesto en la figura 1 es
modular y capaz de operar en cualquier entorno
adaptado. Esto significa que todo el control se
ubica a bordo del robot. El ´unico elemento ne-
cesario para utilizar el robot ser´ıa una interfase
basada en PDA para la ejecuci´on de las distin-
tas tareas asistenciales. Estos dispositivos resultan
muy adecuados dadas las grandes capacidades de
comunicaci´on y computo que poseen, ba jo coste,
m´ınimo peso, gran portabilidad, versatilidad de
control y flexibilidad de desarrollo e integraci´on
con paquetes software y otros dispositivos hard-
ware.
Figura 1. Arquitectura del sistema asistencial,
ASIBOT.
El esquema de la figura 1 presenta una arquitec-
tura centrada en el usuario y en su interacci´on
50
ASIBOT: Robot Portátil de Asistencia a Discapacitados. Concepto, Arquitectura de Control y Evaluación ...
con el entorno, Implica la adopci´on de un n´u-
cleo b´asico asistencial, que se denominar´a N´ucleo
Asistencial Port´atil, formado por el robot por-
t´atil ASIBOT, que se define como un manipulador
autocontenido y ligero con capacidad de manipu-
lar y desplazarse entre conectores y la interfase
de usuario, basado en PDA, que el usuario lleva
siempre consigo y que le proporciona f´acil acceso
a las capacidades del sistema, Para poder integrar
el robot y la interfase en el ambiente inteligente,
formado por el resto de dispositivos dom´oticos,
controlados mediante una red propia, debe utili-
zarse una arquitectura de comunicaciones vers´atil
y compatible con los protocolos de comunicacio-
nes que emplean los hogares inteligentes. En este
aspecto, la posibilidad de acceder a los servicios
presentes en cada escenario (laboral, supermerca-
do, autom´ovil, etc.) depender´a de dicha compa-
tibilidad y se realizar´a de forma transparente al
usuario.
Este modelo atiende, tanto al requisito de porta-
bilidad del sistema asistencial como al requisito
de modularidad de la interfase e integraci´on con
diversos entornos, (dom´estico, laboral, etc.). La
portabilidad del modelo presentado supone una
innovaci´on importante con respecto a otras pro-
puestas en el campo de la rob´otica asistencial.
Para poder implementar las capacidades de movi-
lidad extendida y poder considerar el sistema de
asistencia con el calificativo de port´atil, se han
definido los siguientes puntos:
1. Sistema locomotor-manipulador
Se basa en la aplicaci´on de un robot esca-
lador, de reducido peso, autocontenido, ma-
nejable por una sola persona y con capacidad
de transferirse de forma aut´onoma de la silla
de ruedas al entorno y viceversa.
2. Sistema de interfase con el usuario
Se basa en un dispositivo port´atil, PDA,
sobre el cual se ejecuta el programa de co-
municaciones con el robot y el entorno y se
conectan los distintos dispositivos de interfa-
se personalizados. La PDA adem´as incorpora
los elementos de control necesarios para el
manejo del robot.
3. Sistema de procesamiento distribuido
Todos los dispositivos de control a bajo
nivel se encuentran f´ısicamente ubicados a
bordo del robot. Los comandos son recibidos
desde la PDA y procesados en la unidad
central de proceso, que los interpreta y los
convierte en referencias de posici´on para el
controlador de cada eje. El control del sis-
tema asistencial est´a distribuido f´ısicamente.
El robot y la interfase de usuario completan
los m´odulos de procesamiento necesarios para
proporcionar las funcionalidades de manipu-
laci´on necesarias. El entorno aportar´a fun-
Figura 2. Arquitectura propuesta de control de
RA.
cionalidad adicional al sistema cuando sea
posible.
4. Sistema de comunicaciones
Para establecer conexi´on permanente en-
tre el robot y la PDA y entre ´esta y el
entorno, debiendo soportar varios protoco-
los inhal´ambricos (WIFI, Bluetooh, etc.). Es
fundamental que la aplicaci´on de control del
sistema establezca los mecanismos adecuados
de descubrimiento de servicios presentes en el
entorno.
5. Sistema sensorial
Para mantener el requisito de bajo peso,
imprescindible para conseguir portabilidad,
se ha reducido al m´ınimo la sensorizaci´on
a bordo, si bien la arquitectura de control
tiene prevista la incorporaci´on de m´odulos
sensoriales, ubicados en el propio robot, en la
silla de ruedas o en el entorno, cuando est´en
disponibles.
En la figura 2, se plantea la arquitectura modular
de control parcialmente implementada en el ASI-
BOT. Se presentan tres niveles de control, desde
el m´as b´asico el de actuaci´on, propio del control
de los accionadores a bordo, manejo de entradas y
salidas, generaci´on de trayectorias, supervisi´on de
las comunicaciones y sensores propioceptivos; el
nivel reactivo, que maneja la informaci´on proce-
dente de sensores externos, permite la ejecuci´on
condicional de estas, reaccionar adecuadamente
ante situaciones peligrosas o la planificaci´on de
movimientos relacionados con las tareas o la mo-
vilidad del robot por el entorno, entre otras fun-
cionalidades; y por ´ultimo en el nivel superior,
donde se ejecutar´ıan tareas de planificaci´on global,
la programaci´on de las tareas a realizar a lo largo
del d´ıa, y que facilita que el usuario grabe nuevas
tareas.
La caracter´ıstica fundamental en este esquema, es
que la ubicaci´on f´ısica de cada m´odulo puede defi-
A. Jardón, A. Giménez, R. Correal, S. Martínez, C. Balaguer
51
nirse de forma flexible. Esto permite el reparto de
funciones entre la interfase de usuario, el entorno
y el propio robot. La distribuci´on de m´odulos de
procesamiento entre robot, la interfase, el entor-
no y el propio usuario, podr´a ser cambiada de
modo din´amico, seg´un se encuentren presentes o
no los servicios all´a donde se mueva el usuario.
En cada uno de estos niveles, se implementar´an
unos m´odulos o agentes seg´un las funcionalidades
que se quieran implementar. Esto permite reducir
dr´asticamente las necesidades de c´omputo a bordo
del robot, de forma que este obedece al control
a m´as alto nivel, implementado en la interfase
de usuario y/o en el entorno. Los m´odulos de
percepci´on exteroceptivos, basados en c´amaras,
ultrasonidos, etc., debido a los elevados requisitos
de potencia de c´omputo deber´an ser implementa-
dos en el controlador del entorno, que tendr´a una
topolog´ıa de computaci´on distribuida.
La planificaci´on de tareas a alto nivel la realizar´a
normalmente el usuario, que decide que hacer y
cuando. Tras comunicar esta decisi´on al sistema
asistencial, mediante el HMI, ´esta se comunica con
el entorno inteligente, (controlador dom´otico en la
figura 1), que genera la planificaci´on de movimien-
tos adecuada para el robot, sobre la base de datos
definida previamente y los transfiere a la HMI que
a su vez los comunica al robot o al propio robot.
En entorno tendr´a la capacidad de supervisar los
movimientos del robot en base a la informaci´on
procesada y sintetizada adecuadamente, con el
objeto de evitar colisiones o fallos en el guiado.
La arquitectura propuesta, tiene la capacidad de
integrarse en el espacio flexible que proporciona
la Inteligencia ambiental, transformando la dom´o-
tica tradicional en “dom´otica proactiva”, faci-
litando el funcionamiento aut´onomo de RA con
escasa inteligencia a bordo.
3.2 El robot ASIBOT
El robot ASIBOT presenta una configuraci´on ci-
nem´atica abierta de 5 GDL sim´etrica, ya que
tiene la posibilidad anclarse por ambos extremos,
(Gim´enez et al., 2005). Cada extremo tienen un
mecanismo de anclaje para conectarse a la pared
o a la silla de ruedas, y una pinza. La estructura es
de aluminio en sus diferentes articulaciones y sus
eslabones son de fibra de carbono. Estos contienen
los equipos electr´onicos y computador a bordo.
De esta forma, el robot con tan s´olo 12 kg,
es completamente aut´onomo, salvo la conexi´on
externa para su alimentaci´on, que la toma del
conector el´ectrico ubicado en el centro del anclaje
mec´anico (DS) de la pared. Los actuadores se
han dise˜nado de forma que servomotor, freno y
reductor quedan integrados formando cada eje
Figura 3. Cadena cinem´atica del robot ASIBOT.
motriz extremadamente compacto y ligero. La
cadena cinem´atica abierta y los sentidos de giro
del robot se pueden apreciar en la figura 3.
El robot ASIBOT esta dise˜nado pan reptar¸con
gran precisi´on y fiabilidad entre los conectores
de anclaje de forma aut´onoma. Este utilizar´ıa su
extremo libre para anclarse en un conector libre y
as´ı poder soltar el extremo anteriormente ancla-
do. De este modo quedar´ıa sujeto por este nuevo
extremo dejando el anterior para manipular. As´ı
sucesivamente el robot se desplaza por el entorno.
Estos conectores pueden ser instalados fijos en la
pared o bien sobre un rail m´ovil en determinadas
localizaciones con el objetivo de prolongar el rango
de acci´on del manipulador. L´ogicamente para que
el sistema ASIBOT sea totalmente operativo en
un entorno, se precisa cierta adaptaci´on consis-
tente en la instalaci´on de conectores de anclaje en
determinados lugares de paso y trabajo haciendo
posible la transici´on de un lugar a otro de la
casa o desde una pared a una silla de ruedas o
viceversa. Este alto grado de flexibilidad tiene una
gran implicaci´on en el cuidado de personas disca-
pacitadas o ancianos con problemas de movilidad
en las extremidades superiores. La modularidad
del sistema rob´otico hace posible que ´este crez-
ca tanto como sea el nivel de discapacidad de
la persona que lo vaya a utilizar. Los conecto-
res permitir´an al robot desplazarse de un lugar
de trabajo a otro de forma aut´onoma siguiendo
directivas de movimientos preprogramados seg´un
las necesidades de cada usuario. Se concibieron
tres clases distintas de anclajes o DS: fijas; a la
pared, techo, suelo, muebles u otros lugares de
la casa donde sean necesarios para la tarea que
se vaya a realizar tales como colocar platos en
una mesa o ayudar a comer a una persona. Los
ASIBOT: Robot Portátil de Asistencia a Discapacitados. Concepto, Arquitectura de Control y Evaluación ...
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anclajes m´oviles sobre un rail, permiten al robot
desplazarse distancias largas a mayor velocidad.
Si se coloca un DS en un rail montado en la silla
de ruedas, el usuario podr´a usar el robot como los
cl´asicos RA MANUS, (Kwee, 1993) y RAPTOR,
(Mahoney, 1993). Habr´a una DS especial en un
lugar de la casa para permitir la transici´on del
robot desde la silla de ruedas a la red de DS fijas y
viceversa.Una vez transferido al hogar, el robot se
trasladar´a por el entorno aut´onomamente usando
dicha red de conectores instalados.
El robot ASIBOT se podr´ıa clasificar como esca-
lador, ya que est´a dise˜nado para trabajar desde
diferentes posiciones, all´a donde tenga una DS, y
poder moverse de una a otra y de un plano a otro,
incluso a trav´es de esquinas convexas. Tambi´en
podr´ıa ser clasificado como manipulador, porque
una vez anclado, sus operaciones principales son
coger y mover o posicionar objetos y herramien-
tas. Cada extremo del robot aloja el sistema de
anclaje y una "garra"para poder manipular obje-
tos. La soluci´on adoptada consisti´o en una garra
formada por tres dedos retractiles, que emergen
para manipular objetos y se esconden cuando se
va a realizar el anclaje en un conector (Jard´on
et al., 2006). En su posici´on de trabajo, permite
manipular herramientas acopladas a su extremo
libre, dotadas de actuadores bajo el control del
sistema y/o del propio usuario. El dispositivo de
agarre no est´a ubicado en el robot sino que est´a
colocado en la superficie, y lo que hace el robot es
ir desplaz´andose de un ancla je a otro. Sin embar-
go, dado su car´acter autocontenido, su bajo peso
y su capacidad de anclarse al DS de la silla del
usuario, lo denominaremos RA port´atil.
3.3 Modos de operaci´on
El robot tiene tres modos principales de funciona-
miento. Para que este realice sus desplazamientos
entre conectores de la casa puede funcionar 1) en
modo aut´onomo, donde el robot se mueve por
si mismo, aunque el usuario podr´a retomar el
control en todo momento; 2) el funcionamiento
por control directo, donde el usuario teledirige al
robot seg´un sus necesidades, bien usando la PDA,
un joystick o mediante ´ordenes de voz. Este es el
m´as apropiado para realizar tareas ´unicas o espo-
r´adicas en cualquier entorno. Por ejemplo, para
alcanzar un objeto que cay´o al suelo o jugar una
partida de damas, el usuario mover´a el extremo
del robot de acuerdo a su destreza; 3) para tareas
de alto nivel que el usuario repite con frecuencia
y ejecuta en el mismo entorno, por ejemplo, la
cocina, el funcionamiento ser´a semiaut´onomo. As´ı
el usuario dispone de una serie de tareas sencillas
pre-grabadas por ´el mismo. Una secuencia de estas
peque˜nas tareas compone una tarea de alto nivel,
como “ir al cuarto de ba˜no desde la cocina y coger
el cepillo de dientes”. Cada uno de estos peque˜nos
pasos de nivel inferior de la tarea a desarrollar,
est´an compuestos por un fichero de comandos de
movimientos, y un conjunto de reglas de ejecuci´on,
que permiten habilitar o no cada paso en funci´on
de la evoluci´on anterior del robot y el estado
actual. As´ı, el robot funciona de forma aut´onoma
en ocasiones en las que no deber´a esperar una
respuesta por parte del usuario. La l´ogica de alto
nivel asociada a esta evoluci´on de pasos de tarea
est´a registrada en forma de diagrama de estados
(red de petri. Se ejecuta en un m´odulo de control
ubicado en la PDA , y es f´acilmente reconfigurable
por un asistente. Si el usuario invoca una tarea
err´onea el m´odulo secuenciador (que forma parte
del denominado modulo de control de ejecuci´on
de la tarea, figura 2) deshabilitar´ıa su ejecuci´on y
generar´ıa un mensaje para que la interfase informe
al usuario del error y las alternativas a seguir.
3.4 Interfases de control
El objetivo de una interfase de usuario se defi-
ne como el de establecer un mecanismo de co-
municaci´on usuario-m´aquina y la generaci´on de
realimentaci´on sensorial del proceso. Para que el
sistema asistencial sea ´util para todos los usuarios
es necesaria una adecuada personalizaci´on de la
interfase y no del RA, que ser´a el mismo, aunque
usado de distintas formas. La personalizaci´on de
RA resulta en la pr´actica una tarea cara y comple-
ja. Las soluciones a las necesidades concretas de
cada individuo implicar´ıan tantos robots distintos
como individuos.
La interfase de usuario esta basada en una PDA,
que act´ua de intermediario entre el completo y
complejo sistema asistencial y el usuario, presen-
tando a este una sencilla selecci´on de opciones.
Para una persona con movilidad solo en el cuello
se a˜nade un accionador o pulsador que reco ja las
selecciones del usuario acerca de las opciones que
la PDA presenta por pantalla. El n´ucleo de la
interfase consta de la PDA ejecutando el programa
adecuado, el dispositivo de entrada, que es el li-
cornio o pulsador, y el de salida, la propia pantalla
de la PDA.
Las posibilidades de conexi´on de las actuales PDA
las hacen id´oneas para su utilizaci´on junto con
adaptaciones de bajo coste personalizadas para
cada usuario. En la figura 4 se muestran esta PDA
y algunas de las adaptaciones precisas para la eva-
luaci´on del ASIBOT por pacientes del Hospital.
3.5 Aplicaciones del robot ASIBOT
Las principales tareas del robot ASIBOT est´an
relacionadas con el entorno dom´estico. No se re-
A. Jardón, A. Giménez, R. Correal, S. Martínez, C. Balaguer
53
Figura 4. Interfase de control del ASIBOT basada
en PDA y varias adaptaciones.
Figura 5. ASIBOT asistiendo en AVDs
quiere un alto grado de precisi´on durante estos
movimientos, excepto en el caso de que el robot se
mueva entre dos DS. Durante el proceso de dise˜no
se decidi´o que mientras se realizan tareas como
dar de comer o afeitado, el objetivo del robot ser´a
presentar la cuchara, la maquina de afeitar o el
cepillo de dientes al usuario, y ser´a este el que
realice el ´ultimo peque˜no movimiento. La figura
5, muestra diferentes entornos de trabajo donde
el robot ASIBOT coopera en el desarrollo de di-
ferentes tareas, tales como beber, dar de comer
o utilizar un cepillo de dientes el´ectrico. Durante
estas tareas es muy importante el control de las
distintas trayectorias del brazo y sus perfiles de
velocidad y aceleraci´on, ya que el robot se mover´a
muy cerca del usuario. Si el robot se mueve con la
cuchara llena de comida, ser´a crucial el control de
la orientaci´on del extremo para evitar que ´esta se
caiga de la cuchara.
As´ı el robot permite acercar objetos, coger y mo-
ver utensilios usados para las actividades de la
vida diaria hasta un plano de trabajo pr´oximo
al usuario. Por ejemplo, el robot sit´ua la cucha-
ra cerca de la boca del usuario y este, con la
movilidad residual del cuello, puede introducirse
la comida en la boca. Este mecanismo se utiliza
en el RA de mayor ´exito comercial el HANDY 1
(Topping, 2002). De esta forma la seguridad no
se ve comprometida al recaer en la voluntad de
la persona los movimientos finales necesarios para
contactar con el robot o utensilios que maneja.
En definitiva se ha logrado integrar en un dise˜no
innovador y port´atil las funcionalidades de robot
escaladores y brazos manipuladores con un pro-
p´osito asistencial para personas discapacitadas, y
anclando el robot en la silla de ruedas del usuario
el ´ambito de operaci´on no se limita al entorno
dom´estico.
3.6 Adaptaciones precisas para el ASIBOT
A pesar de que en cada extremo del robot se
dispone de una garra con tres dedos, la forma
de ciertos ´utiles dificulta enormemente que el ro-
bot los pueda manipular correctamente, como por
ejemplo un cepillo de dientes. Para solventar esta
dificultad se utilizan adaptadores de herramientas,
que son piezas dise˜nadas exclusivamente para que
el robot las manipule con su extremo libre, asi´en-
dolas con el mismo mecanismo de tipo bayoneta
que usa para su propio anclaje en los conectores.
De esta forma, se han podido adaptar para que
sean manejables por el robot una maquinilla de
afeitar el´ectrica, un cepillo de dientes el´ectrico,
una esponja, una brocha de maquillaje, un vaso
y una botella. En la figura 6 se aprecian algunos
de estos ´utiles adaptados.
Figura 6. Diversos portaherramientas.
Para adaptar estas herramientas se han utilizado
t´ecnicas de prototipado r´apido y material polim´e-
rico que aporta rigidez limitada y bajo peso, lo
cual en caso de colisi´on fortuita con el entorno
o el propio usuario resultar´a en que la pieza se
rompa sin causar lesiones al usuario. Estas t´ecni-
cas de prototipado 3D evitan el complejo y costoso
mecanizado de las formas redondeadas y chaflanes
redondeados adoptados para minimizar el da˜no en
caso de colisi´on.
4. EVALUACI ´
ON Y ESTUDIO DE
USABILIDAD
La utilidad de cualquier ayuda, sea rob´otica o no,
est´a estrechamente relacionada con su facilidad
de uso. La usabilidad vendr´a determinada en
gran medida por la complejidad del sistema y el
interfase de usuario. No siempre la soluci´on m´as
compleja es la mejor, la aproximaci´on m´as realista
deber´a tener un elevado ratio beneficio-coste.
Mediante la evaluaci´on basada en ensayos cl´ınicos,
se pretende obtener la realimentaci´on necesaria
ASIBOT: Robot Portátil de Asistencia a Discapacitados. Concepto, Arquitectura de Control y Evaluación ...
54
Figura 7. ASIBOT en el ba˜no adaptado del hos-
pital.
para personalizar y adecuar los interfases y el
sistema de control a las necesidades e cada usua-
rio, pero manteniendo el mismo sistema b´asico y
acotando los costes del sistema en su conjunto.
El proyecto denominado ASIBOT, “Desarrollo y
experimentaci´on de un robot personal port´atil de
ayuda a personas discapacitadas y mayores en
actividades de la vida diaria”, fue aprobado por
el IMSERSO en su l´ınea de Investigaci´on Cient´ı-
fica de Desarrollo e Innovaci´on de Tecnolog´ıa de
Apoyo a las personas con discapacidad y personas
mayores en el a˜no 2005. La entidad coordinado-
ra ha sido el RoboticsLab, del Departamento de
Ingenier´ıa de Sistemas y Autom´atica de la Univer-
sidad Carlos III de Madrid y como entidad parti-
cipante figura la Fundaci´on Hospital Nacional de
Parapl´ejicos de Toledo para la Investigaci´on y la
Integraci´on (FUHNPAIN). Su principal objetivo
fue experimentar y valorar el robot ASIBOT sobre
una muestra de pacientes lesionados medulares
en un entorno intra hospitalario, simulando un
ambiente cotidiano para determinadas actividades
de la vida diaria b´asicas. De la experimentaci´on se
deber´ıan recoger de forma estructurada las impre-
siones del uso del robot y generar nuevas ideas u
opiniones de los usuarios no contempladas a priori
en el proyecto, con el fin de servir de base para
mejorar el dise˜no de un nuevo prototipo.
4.1 Material y M´etodo
Se pretende evaluar la usabilidad del robot ASI-
BOT, cuando se utiliza para asistir a los usuarios
en AVDs en el contexto del aseo, mostrado en la
figura 8, ubicado en las instalaciones de la Unidad
de Terapia Ocupacional del Hospital que forma
parte de un uso cotidiano dom´estico. Para ello se
llevaron a cabo ciertas adaptaciones, del aseo y
de ciertos ´utiles a usar por el robot. En la figura
7 se muestra el escenario elegido para los ensayos
antes y despu´es de las adaptaciones. Una etapa
fundamental del trabajo fue el desarrollo de un
formato de ensayos. Para la realizaci´on del pre-
sente estudio se valoraron diversas pruebas de Va-
loraci´on Funcional (L´opez Mongil et al., 2000) de
AVDs. Se entiende por por Actividades de la Vida
Figura 8. ASIBOT ayuda a cepillarse los dientes.
Diaria B´asicas (AVDBs) las principales tareas del
autocuidado personal, siendo su an´alisis uno de
los factores b´asicos para la planificaci´on de los
cuidados y los recursos socio-sanitarios necesarios
para personas discapacitadas y ancianos.
La metodolog´ıa de trabajo se bas´o en la recogida
de informaci´on de forma estructurada sobre la
interacci´on de los usuarios seleccionados con el
robot. Para ello se elabor´o un plan de ensayos
en el que se concretaron los distintos escenarios
y tareas a desarrollar. En las pruebas se cont´o con
la presencia de los usuarios y de personal tanto
t´ecnico como sanitario. Se recogi´o informaci´on de
cada uno de los usuarios que interactuaron con
la ayuda t´ecnica y posteriormente se llev´o a cabo
un an´alisis de dicha informaci´on. Para finalizar se
elaboraron unas conclusi´on finales derivadas de la
informaci´on recogida.
Con el fin de asegurar en todo momento la seguri-
dad del usuario, se han tomado otras medidas de
seguridad como son la delimitaci´on de zonas de
paso prohibidas, y la limitaci´on de la velocidad
articular en cada eje. Para definir estas zonas
prohibidas se model´o el entorno de trabajo del
robot, el ba˜no adaptado y el usuario y se utiliza-
ron simulaciones en realidad virtual para definir
estas restricciones. En la figura 9 se muestran las
zonas delimitadas. Esta definici´on se incluy´o en
el sistema de control cinem´atico del robot para
evitar contactos no deseados con el robot incluso
en control directo. Adem´as se utilizaron estas si-
mulaciones para decidir el n´umero de conectores
necesarios para que el robot desarrolle sus tareas
asistenciales con un nivel de destreza ´optimo. El
par´ametro que determina la capacidad de manipu-
lar desde una determinada configuraci´on viene da-
do por el ´
Indice de Yoshikawa (Yoshikawa, 1985),
que eval´ua la capacidad de cambiar de forma
arbitraria la posici´on y orientaci´on del extremo.
Este coeficiente es muy utilizado para la opti-
mizaci´on de posturas en la realizaci´on de tareas,
planificaci´on de trayectorias, y para evitar puntos
singulares al ejecutar trayectorias.
A. Jardón, A. Giménez, R. Correal, S. Martínez, C. Balaguer
55
Mediante simulaci´on, se decidi´o la mejor ubicaci´on
de los conectores para el robot, la posici´on de la
estanter´ıa desde la cual el robot pudiera anclar
por s´ı mismo cada herramienta, y la ubicaci´on
del dispensador autom´atico de jab´on que usa
el robot al sostener la esponja. As´ı mismo, se
sustituy´o el grifo del lavabo por otro dotado
de una electrov´alvula accionada por infrarro jos,
ejemplo de producto accesible para todos. El robot
no precisa accionar ninguna llave para abrir el
grifo sino que acerca el cepillo tal y como lo har´ıa
el usuario si tuviera movilidad suficiente.
Figura 9. Escena simulada en el ba˜no
Para cada escenario, se le debe preparar un men´u
de funciones que pueden ser ejecutadas por el ro-
bot en ´el, adem´as de poder pasar a control directo
en caso necesario. En la figura 4, se muestra el
men´u de funciones disponibles en el lavabo. La
forma de activar las funciones es configurable y
depender´a de los elementos que precise el usuario
para actuar sobre la PDA, y que se detallan en la
secci´on de resultados.
4.2 Descripci´on de los usuarios
Para los ensayos se seleccion´o como muestra de
poblaci´on a personas con Lesi´on Medular Espinal
con m´as de un a˜no desde que se produjo la lesi´on.
De este modo, no se consideraban aquellos casos
con lesi´on aguda. Se trataba de identificar usuarios
que tras superar la fase inicial hubieran experi-
mentado estancias habituales en sus domicilios,
dando lugar a la percepci´on de las principales
dificultades con las que se encuentran en su vida
diaria. De este modo ser´ıan capaces de valorar de
forma m´as ob jetiva la funcionalidad de la ayuda
t´ecnica al encontrarse diariamente con numerosos
problemas de dependencia. El robot se muestra
especialmente ´util para asistir a la persona con
gran discapacidad. Por ello, se eligieron perso-
nas con afectaci´on a nivel cervical, desde el nivel
neurol´ogico C4 hasta C8, por las consecuentes
limitaciones a nivel de miembros superiores y la
posibilidad de realizar sin problemas de capacidad
vital las distintas pruebas.
Los criterios de exclusi´on fueron: epilepsia, retraso
mental, deficiencia visual no corregida o afectaci´on
psiqui´atrica. Con estos criterios la poblaci´on ana-
lizada en la prueba definitiva fue de cinco usuarios.
4.3 Metodolog´ıa de recogida de informaci´on
Tras realizar una exhaustiva revisi´on bibliogr´afica,
se procedi´o al dise˜no del estudio y se valoraron
varios tests relacionados con el desarrollo de me-
todolog´ıa para evaluar la satisfacci´on del usuario
de dispositivos de ayuda al discapacitado (Jutai et
al., 2005; Demers et al., 1996). Desde la concep-
ci´on del sistema asistencial se incorpor´o el concep-
to de usabilidad, ´ıntimamente relacionado con el
grado de satisfacci´on de un producto. Se decidi´o
que la t´ecnica o herramienta empleada para reali-
zar la evaluaci´on del producto, deber´ıa proporcio-
nar informaci´on acerca de la opini´on de los usua-
rios representativos de forma individual mediante
intervenciones consecutivas de varios de ellos. Es-
tos usuarios ser´ıan beneficiarios directos de la ayu-
da y la recogida de la informaci´on ser´ıa ejecutada
de forma presencial (Demers et al., 1999; L´opez et
al., 2001; Demers and Ska., 2000).
Finalmente, de entre todas las t´ecnicas revisadas
que hacen posible la participaci´on del usuario y
ante la inexistencia de un sistema adecuado a
nuestras necesidades para evaluar la satisfacci´on
de los usuarios, se tom´o como base para el dise˜no
la intervenci´on a trav´es de las siguientes t´ecnicas:
“Pruebas de usabilidad” apoyadas en la “creaci´on
de escenarios” y aplicando criterios de valoraci´on
definidos en el denominado “Test K.I.U.”(Poveda,
2003).
Los objetivos principales de estas t´ecnicas hacen
referencia a conocer problemas importantes y fre-
cuentes, detectar fallos, necesidades o requisitos,
generar criterios de dise˜no y requerimientos del
usuario final as´ı como la valoraci´on global de la
usabilidad (detectar carencias, posibles causas y
proponer soluciones) del producto, que permitir´a
plantear qu´e aspectos son necesarios modificar
en el nuevo dise˜no. Las principales carencias de
usabilidad hacen referencia a criterios de facilidad
de aprendizaje, utilidad y funcionalidad, facilidad
de uso y satisfacci´on en el uso. Se han incorporado
estas t´ecnicas al dise˜no de un cuestionario propio
elaborado por el personal de la Unidad de I+D+I
de Biomec´anica y Ayudas T´ecnicas del Hospital
Nacional de Parapl´ejicos de Toledo. Previamente,
mediante un estudio piloto se asegur´o la validez
de los datos y comprensi´on de las preguntas. Se
analiz´o la adecuaci´on de las preguntas a los ob-
jetivos y se comprob´o que el tiempo de duraci´on
ASIBOT: Robot Portátil de Asistencia a Discapacitados. Concepto, Arquitectura de Control y Evaluación ...
56
total del test no fuera superior a los 30 minutos
con el fin de evitar fatiga y distracci´on. Se evitaron
preguntas que provocaran est´ımulos negativos en
el usuario y se incluyeron explicaciones para com-
pletar el cuestionario. El usuario deber´ıa contestar
de forma r´apida y sin detenerse demasiado tiempo
en reflexionar cada una de las respuestas. Los
cuestionarios fueron an´onimos. En caso necesario
contaron con la ayuda del personal sanitario de
la Unidad de Biomec´anica para rellenarlo. No
se recogi´o ning´un dato personal que identificar´a
a cada paciente a excepci´on del nivel de lesi´on
medular. Este dato podr´ıa ser interesante para
identificar las capacidades residuales del paciente
y relacionarlas con las respuestas.
El cuestionario de los ensayos constaba de tres
partes: Una primera parte de preguntas cerradas,
con respuestas graduadas en una escala satisfac-
ci´on aditiva de Likert graduada en 5 puntos (de +2
a -2) y centrada en la valoraci´on de las funciones
o actividades propuestas a realizar por el robot
durante los ensayos. La segunda parte consisti´o
en preguntas con el formato anterior centradas
en la valoraci´on de las caracter´ısticas del robot.
En la tercera parte del cuestionario se formulaban
cuatro preguntas abiertas sobre el uso, la utilidad
y las necesidades asistenciales de cada individuo.
Finalmente, se valor´o de forma general la ayuda
t´ecnica a trav´es de dos preguntas concretas con
respuestas en un formato de escala ordinal.
4.4 Desarrollo de la Experimentaci´on
Se realizaron pruebas piloto previas a los ensayos
en escenarios reales con el objeto de valorar formas
distintas de interactuaci´on con la interfase robot-
usuario implementadas en una PDA. Este primer
experimento constaba de una pantalla principal
donde se presentaban grandes botones visuales-
t´actiles que representaban seis diferentes posibles
tareas a realizar por el robot (por ejemplo comer,
beber, etc). Se ofrec´ıan los siguientes canales de
interacci´on ordenados de mayor a menores re-
querimientos de movilidad para accionarlos: 1◦)
T´actil, usando un dedo del usuario o un l´apiz.
2◦) Joystick, para selecci´on de opciones con un
bot´on para validar. 3o) Reconocimiento de voz,
4o) Escaneo de opciones, todos compatibles entre
si, con distintas opciones de activaci´on y selecci´on
con realimentaci´on sonora: por voz, con recono-
cimiento continuo, palabra clave para obtener la
atenci´on de la interfaz, barrido de opciones m´as
orden de “stop” o inicio de reconocimiento de voz
mediante pulsaci´on de licornio o bien pulsador del
joystick previa a la pronunciaci´on del comando de
voz. En dicha prueba piloto se buscaba recoger la
opini´on a priori sobre las situaciones, actividades
o tareas en las que el usuario piensa que podr´ıa
beneficiarse de la ayuda del robot. Se interrog´o
sobre la facilidad de uso, lo pr´actico, la adecuaci´on
a sus capacidades de cada una de las interfases
y la capacidad de manejarlas sin ning´un tipo de
ayuda. Finalmente, en dos preguntas abiertas se
anim´o a los usuarios a exponer cualquier tipo de
sugerencia o idea para un control m´as sencillo.
Durante esta jornada se mostr´o un video demos-
trativo del prototipo realizando una variedad de
actuaciones de ayuda al usuario. Los resultados de
esta primera fase indicaron el aseo personal como
el considerado m´as apropiado para la realizaci´on
de los ensayos con el robot. En jornadas previas
a la segunda fase de las pruebas, se prepararon
las adaptaciones de las herramientas para realizar
AVDBs relacionadas con el entorno aseo, se inclu-
yeron en el sistema un conjunto de primitivas de
movimiento y se definieron las secuencias correc-
tas de activaci´on, dejando el sistema ASIBOT pre-
parado para su uso por usuarios sin experiencia.
Las funciones propuestas en este escenario fueron
cuatro: beber agua (A), cepillarse los dientes (B),
afeitado o maquillaje (C) y lavarse la cara (D).
4.5 Resultados
El sistema ha sido probado por usuarios para
obtener su opini´on acerca del empleo de los robots
en sus casas, y obtener los puntos de vista, pre-
disposiciones, ideas y expectativas bas´andose en
demostraciones reales acerca de las capacidades
del sistema.
En cuanto a los resultados, tras la evaluaci´on de
las diferentes interfases propuestas, se extrajeron
las siguientes conclusiones de las respuestas de los
usuarios: a excepci´on de una persona, todos ma-
nifestaron ser capaces de manejar solos las di-
ferentes interfases propuestas: reconocimiento de
voz (con distintas opciones), Joystick,T´actil y
Secuencia de encendido con pulsador de selecci´on.
En cuanto a la facilidad de uso la mejor valorada
fue la opci´on T´actil seguida del reconocimiento
de voz, el Joystick y por ´ultimo la Secuencia de
encendido. La interfase m´as pr´actica resulto ser
la T´actil, despu´es reconocimiento de voz y por
´ultimo la Secuencia de Encendido. Las interfases
basadas en reconocimiento de voz yjoystick fue-
ron como las mejores valoradas en lo que respecta
a la adecuaci´on de la interfase a sus capacida-
des de movimiento. En la segunda fase de los
ensayos, se dejo que el usuario manejase la inter-
fase para ejecutar las secuencias de movimientos
pregrabados del robot, es decir, que completasen
la funcionalidad o tarea deseada.
Para cada una de las funciones se realizaron varias
afirmaciones a las que se deb´ıa asignar una punta-
ci´on de respuesta graduada seg´un escala Likert de
valoraci´on de la Satisfacci´on. En la tablas 1 y 2 se
A. Jardón, A. Giménez, R. Correal, S. Martínez, C. Balaguer
57
muestran los resultados (media y moda) obtenidos
tras el an´alisis de los datos recopilados.
Tarea A B C D
¿Te ha sido ´util? 0,75/2 0,8/1 0,8/1 1,33/2
¿El HMI es pr´ac-
tico y f´acil de
usar?
1,2/2 0,6/1 0,7/1 0,66/2
¿Precisas de otra
ayuda usando
ASIBOT?
0,8/1 0,33/1 0/-1 0,14/1
¿Te permite
incrementar tu
autonom´ıa?
1,4/1 0,5/0 0,2/-
1
0,66/2
¿EL suo del
ASIBOT te
ha suouesto
esfuerzo f´ısico o
mental?
1,4/2 0,66/1 0,33/1 0,33/1
¿has podido
completar la
tarea con ´exito?
1,8/2 0,16/0 1,66/1 1,3/1
Te motiva el uso
del robot?
1,2/1 0,8/0 0,7/1 0,6/1
¿Cual es tu im-
presi´on general?
2/2 1/0 1/1 1/2
Cuadro 1. Resultados del test tras los
ensayos.
FACTORES media/
moda
Est´etica 0,65/2
Tama˜no, alcance -0.25/0
Facilidad de uso 0,83/1
Velocidad de operaci´on 1,54/2
Seguridad 0,82/1
Robustez 1,85/2
Facilidad de puesta en marcha 1,20/1
Impresi´on general 1.5/1
Cuadro 2. Principales aspectos evalua-
dos
Los resultados globales en cada una de tres funcio-
nes fueron los siguientes: en la funci´on de beber
se obtuvo una puntuaci´on media de 0,75. Una
puntuaci´on de 1 indicar´ıa satisfecho y el 0 sig-
nificar´ıa indeciso. En la tarea de cepillarse los
dientes se obtuvo una puntuaci´on media de 0,46.
En la funci´on de lavar la cara se obtuvo una
puntuaci´on media de -0,36. Una puntuaci´on de -
1 indicar´ıa insatisfecho y el 0 significar´ıa indeciso
por lo que el uso del robot para esta funci´on se
defini´o como mejorable.
De estos resultados se puede extraer las siguientes
conclusiones: los usuarios consideraron el uso del
robot para las funciones de beber y cepillado
de los dientes como adecuado a estas tareas, sin
embargo, no opinaron lo mismo para la tarea
de lavarse la cara donde el desempe˜no del robot
deb´ıa ser mejorable. Cabe resaltar las dificultades
organizativas para disponer de estos usuarios en
los dias de los ensayos y agradecer su paciencia
ante los diversos problemas que surgieron. Se
ha constatado la necesidad de prolongar en el
tiempo la duraci´on de los ensayos y aumentar
considerablemente el tama˜no de la muestra sobre
la que realizar las valoraciones.
5. CONCLUSIONES
El sistema rob´otico ASIBOT, supone un avance
significativo en el campo de los robots de servicio,
ya que incorpora todos los sistemas electr´onicos de
accionamiento, control y comunicaciones a bordo
del robot, lo que supone el primer robot manipu-
lador escalador port´atil. Es decir, no solo puede
ser portado de un entorno a otro con facilidad,
sino que escalando entre distintos conectores se
puede desplazar por s´ı mismo e incluso acompa˜nar
al usuario montado a su silla de ruedas. El sistema
de control funciona sobre una PDA y mediante
sencillas adaptaciones se facilita al usuario una
interfase multimodal, y proporciona un sistema de
teleoperaci´on asistido. Se plantean indiscutibles
ventajas en la modularidad y la adaptabilidad de
la arquitectura del sistema propuesto, asi como la
inclusi´on de elementos m´oviles y con capacidades
de manipulaci´on para llegar al mayor n´umero po-
sible de usuarios.
Se han estimado las siguientes necesidades de per-
sonal en instituciones geri´atricas (L´opez Mongil et
al., 2000): se precisa un cuidador para atender a
15 residentes cuando su situaci´on funcional se ha
definido como de aut´onomo o ligero. Se precisa
un cuidador para atender las necesidades de 5
residentes cuya situaci´on se ha definido como de
moderado y severo. Se precisa 1 cuidador para
atender a 3 residentes cuya situaci´on sea de de-
pendencia total.
Los gestores de las administraciones p´ublicas de-
ber´an conocer que ventajas puede aportar el uso
de las nuevas tecnolog´ıas para reducir los gastos
en el cuidado personal, para poder satisfacer la
creciente demanda social. Si con ayuda del robot
se puede reducir el nivel de dependencia de los re-
sidentes al poder realizar actividades como asearse
o alimentarse por s´ı mismos, se podr´a aumentar
el ratio de pacientes por cada cuidador, adem´as
de mejorar la calidad de la asistencia. Se puede
deducir que las necesidades asistenciales tanto de
personas mayores como discapacitados debidas a
la p´erdida de movilidad se reducir´ıan utilizando
una asistencia rob´otica como la evaluada. Ade-
mas, su innovador caracter port´atil permitir´a a su
vez ser compartida entre varios residentes.
Mediante los ensayos cl´ınicos desarrollados se ha
constatado que la respuesta del conjunto de los
usuarios es positiva si bien es necesario que cada
usuario disponga del robot durante m´as tiempo
para que se habitue a su manejo y por otro lado,
para que aprenda a hacer cosas apoy´andose en ´el.
ASIBOT: Robot Portátil de Asistencia a Discapacitados. Concepto, Arquitectura de Control y Evaluación ...
58
Este primer prototipo ha servido para validar la
forma de desplazarse por el entorno y estudiar las
posibles tareas y formas de control por parte de
los usuarios. En base a la experiencia recopilada
y con el objetivo de aumentar su usabilidad y
versatilidad, el equipo de investigaci´on est´a pre-
parando nuevas versiones tanto del robot como de
interfases de control y herramientas adaptadas.
6. AGRADECIMIENTOS
A la financiaci´on obtenida para el proyecto de
evaluaci´on funcional de ASIBOT, concedida por
el IMSERSO (Ministerio de Trabajo y Asuntos
Sociales) - Espa˜na. Los autores agradecen espe-
cialmente el esfuerzo de los compa˜neros del equipo
de trabajo.
REFERENCIAS
Aarts, E., R. Harwig and M. Schuurmans (2002).
The Invisible Future: The Seamless Integra-
tion of Technology in Everyday Life. In: Vol.
Ambient Intelligence of . McGraw Hill. New
York, NY, USA.
Buss, M. and G. Schmidt (1999). Multi-modal
telepresence. advances in control.. In: Hight-
lights of the 5th European Control Conference
ECC.
Crisman, J. and G. Bekey (1996). Grand challen-
ges for robotics and automation: the 1996 icra
panel discussion. In: IEEE Robotics and Auto-
mation Magazine pp. 10–16.
Demers, L. and B. Ska. (2000). Item analysis
of the quebec user evaluation of satisfaction
with assistive technology (quest). Assistive
Technology 12, 12–96.
Demers, L., M. Sc, Erg., R. Weiss-Lambrou and
M. Sc y B. Ska (1996). Development of que-
bec user evaluation of satisfaction with assis-
tive technology (quest). Assistive Technology,
Applied Research 8, 3–13.
Demers, L., M. Sc, Erg., R. Weiss-Lambrou and
M. Sc y B. Ska (1999). An international con-
tent validation of the quebec user evalua-
tion of satisfaction with assistive technology
(quest). Occupational Therapy International
6(3), 159–175.
Gim´enez, A., A.Jard´on, R.Correal, R.Cabas and
C.Balaguer. (2005). A portable light-weight
climbing robot for personal assistance appli-
cations. Sept. In: 8th International Confe-
rence on Climbing and Walking Robots (Cla-
war’05). London. UK. Sep, 2005. “The Best
Paper Award 2005".
Guglielmelli E., Laschi C., Teti G. Fontanelli R.
Dario P. (1997). A modular and distributed
supervisory system for a semi-autonomous
personal robot for household applications.
In: International Conference on Robotics and
Automation. ICRA.
Jard´on, A., Gim´enez A.,Correal R., Cabas R.,
Mart´ınez S. and Balaguer C.. (2006). A por-
table light-weight climbing robot for personal
assistance applications. Industrial Robot: An
International Journal 33(4), 303–307.
Jard´on, A. (2006). Metodolog´ıa de Dise˜no de Ro-
bots Asistenciales. Aplicaci´on al robot ASI-
BOT. Tesis Doctoral . Universidad Carlos III
de Madrid.
Jutai, J.W., M.J. Fuhrer, L.Demers, M.J Scherer
and F. DeRuyter (2005). Toward a taxonomy
of assistive technology device outcomes. Ame-
rican Journal of Physical Medicine and Reha-
bilitation (84), 294–302.
Kwee, H., Stanger C. (1993). The manus robot
arm. Rehabilitation Robotics Newsletter.
L´opez, M.A., R. Poveda, I. Andreu, R. Barber´a
and P. Ramiro et all. Datus. (2001). Guia
pr´actica para fabricantes de productos de la
vida diaria y ayudas t´ecnicas. In: Informe
Cedat.IBV.Musa
L´opez Mongil, R., Ortega Sandoval JM., Mar-
t´ınez Pastor MB and Castrodeza Sanz JJ.
(2000). Nuevas aplicaciones de la valoraci´on
funcional en residencias de ancianos. Revista
electr´onica de Geriatr´ıa.
Mahoney, R. (1993). The raptor wheelchair robot
system. Rehabilitation Robotics Newsletter.
Poveda, Rakel (2003). M´etodo para la selecci´on de
ayudas t´ecnicas bajo criterios de usabilidad.
En: Instituto de Biomec´anica de Valencia.
Musa/IBV.
Topping, Mike (2002). An overview of the deve-
lopment of handy 1, a rehabilitation robot to
assist the severely disabled. Journal of Inte-
lligent and Robotic System 34, 253–263.
Yoshikawa, Tsuneo (1985). Dynamic manipulabi-
lity of robot manipulators. Journal of Robotic
Systems 2(1), 113–124.
A. Jardón, A. Giménez, R. Correal, S. Martínez, C. Balaguer
59
