Sistema EMG portátil basado en electrodos de matriz de microagujas para la detección de la somnolencia del conductor a través del agarre del volante

La somnolencia del conductor es una de las principales causas de accidentes fatales en todo el mundo. Recientemente, algunos estudios han investigado métodos alternativos basados en la fuerza de agarre del volante para detectar la somnolencia del conductor. En este estudio, se desarrolló un sistema de detección de somnolencia del conductor mediante la investigación de la señal de electromiografía (EMG) de los músculos involucrados en el agarre del volante durante la conducción. La señal EMG se midió desde la posición del antebrazo del conductor durante una tarea de conducción interactiva de una hora. Además, también se midió el nivel de somnolencia del participante para investigar la relación entre la actividad muscular y el nivel de somnolencia del conductor. Se realizó un análisis en el dominio de la frecuencia utilizando la transformada de Fourier de corto tiempo (STFT) y espectrograma para evaluar la respuesta de frecuencia de la señal resultante. También se propone un algoritmo de detección de somnolencia del conductor y alerta basado en la magnitud de la señal EMG. El algoritmo detecta la actividad muscular débil al detectar la caída en la magnitud de la señal EMG debido a un aumento en la somnolencia del conductor. Se utilizó el electrodo de microaguja (MNE) previamente presentado para adquirir la señal EMG y se comparó con la señal obtenida utilizando electrodos húmedos de plata-cloruro de plata (Ag/AgCl). Los resultados indicaron que durante la tarea de conducción, el nivel de somnolencia de los participantes aumentó mientras que la actividad de los músculos involucrados en el agarre del volante disminuyó concurrentemente con el tiempo. El análisis en el dominio de la frecuencia mostró que los componentes de frecuencia se desplazaron del espectro de alta a baja frecuencia durante la tarea de conducción de una hora. El algoritmo propuesto mostró un buen rendimiento para la detección de baja actividad muscular en tiempo real. El MNE mostró resultados altamente comparables con los electrodos secos de Ag/AgCl, lo que confirma su uso para el monitoreo de la señal EMG. Los resultados generales indican que el método presentado tiene un buen potencial para ser utilizado como un sistema de detección de somnolencia del conductor y alerta.