Modeling of the human vestibular system and integration in a simulator for the study of orientation and balance control

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Modeling of the human vestibular system and integration in a simulator for the study of orientation and balance control

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dc.contributor.author Canelo, Ángel
dc.contributor.author Tejado Balsera, Inés
dc.contributor.author Traver Becerra, José Emilio
dc.contributor.author Vinagre Jara, Blas M.
dc.contributor.author Nuevo Gallardo, Cristina
dc.date.accessioned 2019-01-16T13:19:40Z
dc.date.available 2019-01-16T13:19:40Z
dc.date.issued 2018
dc.identifier.isbn 978-84-09-044460-3
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10662/8517
dc.description Comunicación presentada a las XXXIX Jornadas de Automática, celebradas en Badajoz del 5 al 7 de Septiembre de 2018 y organizada por la Universidad de Extremadura. es_ES
dc.description.abstract Biologically, the vestibular feedback is critical to the ability of human body to balance in different conditions. This paper presents a human-inspired orientation and balance control of a three degree- of-freedom (DOF) simulator that emulates a person sitting in a platform. In accordance with the role in humans, the control is essentially based on the vestibular system (VS), which regulates and stabilizes gaze during head motion, by means of modeling the behavior of the semicircular canals and otoliths in the presence of stimuli, i.e., linear and angular accelerations/velocities derived by the turns experienced by the robot head on the three Cartesian axes. The semicircular canal is used as the angular velocity sensor to perform the postural control of the robot. Simulation results in the MATLAB/Simulink environment are given to show that the orientation of the head in space (roll, pitch and yaw) can be successfully controlled by a proportional-integral-derivative (PID) with noise filter for each DOF. es_ES
dc.description.abstract Biológicamente, la retroalimentación vestibular es crítica para la capacidad del cuerpo humano para equilibrarse en diferentes condiciones. Este artículo presenta una orientación inspirada por el hombre y el control de equilibrio de un simulador de tres grados de libertad (DOF) que emula a una persona sentada en una plataforma. De acuerdo con el papel en los humanos, el control se basa esencialmente en el sistema vestibular (VS), que regula y estabiliza la mirada durante el movimiento de la cabeza, mediante el modelado del comportamiento de los canales semicirculares y los otolitos en presencia de estímulos, es decir, aceleraciones / velocidades lineales y angulares derivadas de los giros experimentados por la cabeza del robot en los tres ejes cartesianos. El canal semicircular se utiliza como sensor de velocidad angular para realizar el control postural del robot. Los resultados de la simulación en el entorno de MATLAB / Simulink se proporcionan para mostrar que la orientación de la cabeza en el espacio (balanceo, inclinación y guiñada) se puede controlar con éxito mediante un derivado proporcional-integral (PID) con filtro de ruido para cada DOF. es_ES
dc.description.sponsorship Fondos FEDER (Programa Operativo FEDER de Extremadura 2014-2020). Subvención "Ayuda a Grupos de Investigación" de la Junta de Extremadura. es_ES
dc.format.extent 8 p. es_ES
dc.format.mimetype application/pdf en_US
dc.language.iso eng es_ES
dc.publisher Universidad de Extremadura es_ES
dc.relation.ispartof Actas de las XXXIX Jornadas de Automática, Badajoz, 5-7 de Septiembre de 2018 es_ES
dc.rights Attribution-NonCommercial 4.0 International *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ *
dc.subject Vestibular system es_ES
dc.subject Model es_ES
dc.subject Robot es_ES
dc.subject Simulation es_ES
dc.subject MATLAB es_ES
dc.subject Sistema vestibular es_ES
dc.subject Modelo es_ES
dc.subject Robot es_ES
dc.subject Simulación es_ES
dc.title Modeling of the human vestibular system and integration in a simulator for the study of orientation and balance control es_ES
dc.title.alternative Modelización del sistema vestibular humano e integración en un simulador para el estudio de la orientación y el control del equilibrio es_ES
dc.type conferenceObject es_ES
dc.description.version peerReviewed es_ES
europeana.type TEXT en_US
dc.rights.accessRights openAccess es_ES
dc.subject.unesco 1203.26 Simulación es_ES
dc.subject.unesco 3311.01 Tecnología de la Automatización es_ES
dc.subject.unesco 2411.13 Fisiología de la Audición es_ES
europeana.dataProvider Universidad de Extremadura. España es_ES
dc.identifier.bibliographicCitation Canelo, A., Tejado, I., Traver, J.E., Vinagre, B.M. y Nuevo Gallardo, C. 2018. Modeling of the human vestibular system and integration in a simulator for the study of orientation and balance control. En: I. Tejado Balsera, E. Pérez Hernández, A.J. Calderón Godoy, I. González Pérez, P. Merchán García, J. Lozano Rogado, S. Salamanca Miño y B.M. Vinagre Jara (eds.) Actas de las XXXIX Jornadas de Automática, Badajoz, 5-7 de Septiembre de 2018. Badajoz: Universidad de Extremadura, pp. 636-643. ISBN 978-84-09-044460-3 es_ES
dc.type.version publishedVersion es_ES
dc.contributor.affiliation Universidad de Extremadura. Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Automática es_ES


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