Tesis doctorales de la Escuela Internacional de Doctorado de la URJC desde el curso 2024/25
Tecnologías de localización en interiores no intrusivas para usuarios con discapacidad intelectual
Autor
GARCÍA CATALA, MARIA TERESA
Director
MARTÍN BARROSO, ESTEFANÍA
Codirector
RODRÍGUEZ SÁNCHEZ, MARIA CRISTINA
Fecha de defensa
26-03-2025
Calificación
Aprobado
Programa
Tecnologías de la información y las Comunicaciones (TICs)
Mención internacional
No
Resumen
La tesis doctoral presentada aborda una problemática fundamental en la vida diaria de personas con discapacidad cognitiva: la falta de herramientas accesibles y adaptadas para la navegación en entornos interiores y exteriores. Aunque existen diversas aplicaciones de navegación, como Google Maps o Waze, estas suelen ser ineficaces en espacios interiores debido a que no tienen la capacidad con el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) para determinar información clave como la planta exacta en un edificio o para atravesar materiales como hormigón o acero. Además, estas herramientas no están diseñadas para cubrir las necesidades específicas de este colectivo, ni ofrecen soluciones efectivas para entrenar a personas con discapacidad cognitiva en la navegación autónoma en entornos como edificios de oficinas, hospitales y centros educativos. Esto genera una dependencia significativa de tutores o cuidadores, quienes enfrentan limitaciones al no contar con herramientas tecnológicas que faciliten la preparación de los usuarios para desenvolverse de manera independiente en estos espacios.
Por lo tanto, surge la necesidad de soluciones tecnológicas innovadoras que combinen accesibilidad y personalización para superar estas limitaciones y promover la autonomía de las personas con discapacidad cognitiva. Aunque existen aplicaciones móviles para navegación y aplicaciones web para la gestión de rutas y usuarios, estas soluciones no integran funcionalidades específicas para este colectivo. En la mayoría de los casos, carecen de interfaces adaptadas, personalización en tiempo real y herramientas que permitan a tutores y cuidadores gestionar y monitorizar el progreso de los usuarios, lo que incrementa la dependencia de estos individuos de métodos manuales y poco eficientes.
En este contexto, se desarrolló la investigación y el sistema SmartRoutes, orientado a la navegación inteligente y diseñado para proporcionar orientación y seguridad en situaciones cotidianas, laborales y de emergencia. Esta tesis se apoya en el uso de tecnologías de bajo coste, como balizas Bluetooth, y combina algoritmos de localización híbrida con guías multisensoriales para facilitar rutas accesibles y adaptadas a las necesidades específicas de los usuarios.
SmartRoutes se estructura en cuatro módulos principales que cubren diversas necesidades de navegación y orientación:
1. Detección y posicionamiento preciso: Utilizando señales de balizas Bluetooth y algoritmos de trilateración, el sistema permite determinar la ubicación exacta del usuario en tiempo real.
2. Generación de rutas personalizadas: Basado en mapas de interiores y exteriores, este módulo crea rutas que consideran tanto las barreras arquitectónicas como las capacidades del usuario, asegurando una navegación eficiente y accesible.
3. Guía multisensorial: Emite indicaciones auditivas y visuales en tiempo real mediante un sistema de locución adaptado a la accesibilidad cognitiva. Este enfoque multisensorial incrementa la comprensión y facilita la navegación en diversos entornos.
4. Módulo de emergencia: Diseñado para operar sin conexión a internet, garantiza la autonomía del usuario en situaciones críticas, proporcionando rutas seguras hacia salidas de emergencia o áreas de evacuación.
Adicionalmente, SmartRoutes incluye un módulo de actividades cognitivas que amplía significativamente las capacidades del sistema al evaluar su funcionamiento en escenarios más complejos. Este módulo permite a los usuarios realizar tareas específicas que simulan actividades de la vida real, tales como localizar objetos o completar rutas predefinidas. Para incrementar la motivación y la participación, se han integrado elementos de gamificación, como recompensas visuales, retroalimentación positiva y niveles progresivos de dificultad. Estas características no solo fomentan la interacción con la aplicación, sino que también facilitan el aprendizaje y la adaptación del usuario a nuevas situaciones. Este módulo resulta particularmente útil en contextos educativos y terapéuticos, donde el entrenamiento en habilidades de navegación es crucial para la autonomía.
El desarrollo de la tesis se llevó a cabo en tres fases interrelacionadas que garantizaron la coherencia entre los diferentes componentes de SmartRoutes:
1. Diseño del hardware: Configuración y calibración de las balizas Bluetooth en diversos entornos, incluyendo pasillos, aulas y vestíbulos, para asegurar una señal estable y precisa.
2. Desarrollo del software: Implementación de una aplicación móvil para Android que integra los módulos mencionados y asegura la interoperabilidad entre diferentes componentes del sistema, como los algoritmos de posicionamiento y la interfaz de usuario adaptada.
3. Evaluación: Evaluación inicial en entornos controlados, como un edificio residencial y el sótano del Laboratorio III del Departamental II de la Universidad Rey Juan Carlos, lo que permitió optimizar la precisión del sistema, ajustar la claridad de las instrucciones emitidas y mejorar la experiencia general del usuario.
En cuanto a la metodología de evaluación, se realizó una evaluación empírica donde participaron 20 usuarios finales con discapacidad cognitiva. Esta evaluación estuvo estructurada en distintas fases. Inicialmente, se llevó a cabo un test inicial con usuarios para identificar barreras cognitivas y tecnológicas, seguido de la realización de la evaluación empírica donde los usuarios interactuaron con la aplicación en escenarios controlados. Durante esta fase, se aplicó la técnica de observación directa mientras los usuarios se movían por el entorno realizando actividades propuestas. Posteriormente, los usuarios cumplimentaron un test de usabilidad que incluía también cuestiones abiertas para recoger de primera mano las dificultades que habían tenido con el uso de la aplicación. El objetivo de esta evaluación fue analizar la precisión de las rutas generadas, la comprensión de las instrucciones y la facilidad de uso percibida por los participantes. Aunque la mayoría de los usuarios no presentaron dificultades mientras estuvieron utilizando la aplicación, esta evaluación arrojó información muy relevante para poder mejorarla en ciertos aspectos técnicos y de contenidos. Permitió identificar áreas de mejora, como la necesidad de incrementar la claridad de las instrucciones y optimizar ciertos aspectos de la interfaz de usuario. Estas mejoras aseguran una experiencia más inclusiva y accesible.
En conclusión, SmartRoutes representa una contribución innovadora en el campo de las tecnologías asistivas, ofreciendo una solución integral que combina accesibilidad, personalización y eficiencia tecnológica. Este sistema no solo mejora la autonomía y seguridad de personas con discapacidad cognitiva, sino que también sienta las bases para futuras investigaciones y desarrollos en el ámbito de la inclusión tecnológica. Al abordar necesidades críticas en la navegación diaria y en situaciones de emergencia, SmartRoutes contribuye significativamente al diseño de sistemas más equitativos e inclusivos, posicionándose como una herramienta esencial para la integración social y laboral de personas con discapacidad cognitiva.
