El sentido del tacto ha sido usado en una diversidad de aplicaciones tales como la telecirugía,
la robótica y la realidad virtual, entre otras. En la última década han surgido aplicaciones en que la
adición de vibraciones mecánicas aleatorias (ruido táctil) permite mejorar la percepción de pequeños
estímulos táctiles. Este fenómeno, denominado resonancia estocástica (RE), consiste en que la
detección de un estímulo débil o sub-umbral puede ser mejorada por la adición de un nivel óptimo
de ruido.
La interpretación usual de la RE en psicofísica es que el ruido óptimo ayuda al estímulo, en fase
con él, a superar la barrera umbral del sistema sensorial. El objetivo de esta tesis es demostrar que
esta interpretación de la RE no explica resultados experimentales claves. Por otra parte, se contrasta
la RE con la teoría de detección de señales y la teoría de la incerteza (TI).
Se diseñó un protocolo experimental para seis individuos (4 hombres y 2 mujeres) a quienes
se les presentó, en su dedo índice, estímulos táctiles de tipo pulso rectangular de 300 ms en un
intervalo de atención de 1,5 s. En un primer experimento se estimó el umbral de percepción. En
un segundo experimento, usando un estímulo sub-umbral, se determinó las detecciones resultantes
de sumar cinco niveles distintos de ruido a todo el intervalo de atención. Se identificó el nivel de
ruido óptimo que mejora la percepción del estímulo. En un tercer experimento, y usando el mismo
estímulo sub-umbral, se midieron las detecciones obtenidas al añadir el nivel de ruido óptimo de dos
formas distintas: en todo el intervalo de atención (condición 1) y sólo durante el pulso rectangular
(condición 2).
Si el ruido ayudara al estímulo a superar el umbral como lo plantea la RE, entonces las condiciones
1 y 2 del tercer experimento deberían ser equivalentes puesto que en ambos casos el ruido
generaría cruces de umbral en fase con el estímulo. En cambio, de acuerdo a la TI, si el ruido está
limitado a la duración del pulso como en la condición 2, la detección mejoraría respecto de la condición
1 porque el ruido ayuda al observador a reforzar su memoria respecto del tiempo de inicio y
término del estímulo.
Los resultados experimentales muestran que en el segundo experimento todos los individuos
mejoraron su detección para un nivel no nulo y pequeño de ruido, llamado ruido óptimo. Esta mejora
es estadísticamente significativa con respecto a la situación en que el individuo responde al
azar, de acuerdo a un test binomial. En el tercer experimento los seis individuos tuvieron mejor
desempeño en las pruebas correspondientes a la condición 2, obteniéndose un promedio de porcentajes
de aciertos del 81,75 %, mucho mayor que el 71,08 % promedio obtenido para la condición 1.
Se prueba además que esta diferencia es significativa al hacer un test binomial.
La diferencia experimental encontrada entre las condiciones 1 y 2 del tercer experimento demuestra
que existe inconsistencia al considerar efectos de la RE en el sistema táctil humano. Estos
hallazgos son significativos ya que exigen una interpretación alternativa a la RE tradicional. Se
prueba, además, que el ruido puede ser usado como un pedestal que mejora aún más la percepción
táctil si coincide en tiempo de inicio y duración con el estímulo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/102853 |
| Date | January 2006 |
| Creators | Medina Daza, Leonel Eugenio |
| Contributors | Pérez Flores, Claudio, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Bertrán Maturana, Nicolás, Estévez Valencia, Pablo, Palacios Vargas, Adrián |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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