Prótesis De Mano

Resumen

Medite el siguiente articulo se hace una revisión de las prótesis de mano roboticas mas importantes que se han creado en la actualidad tales como la prótesis de Mi-electrica (Otto Bock) , y la mas utilizada en todo el mundo que es Prótesis Bionica I-Limby se determinar el principal funcionamiento de las prótesis.

Index Terms—Prótesis , control de robots, prótesis robóticas.

I. INTRODUCCIÓN

Las amputaciones en miembros superiores, en particular las producidas por debajo del codo, resultan en una im- portante pérdida de funcionalidad en las personas afectadas. Las prótesis tradicionales de gancho y accionadas mediante movimientos del hombro, que han sustituido de manera más o menos satisfactoria la mano perdida en muchos amputados, están dejando paso gradualmente a otras soluciones más perfeccionadas: las prótesis mioeléctricas [1][2

En términos generales una prótesis (dentro del ámbito médico), es una extensión artificial que reemplaza una parte faltante del cuerpo.[2]

Existen en la actualidad diversos tipos de prótesis mioeléctricas de mano con prestaciones dispares, desde las que únicamente realizan el movimiento de pinza para agarrar objetos, hasta las que rotan la muñeca y transmiten sensaciones relacionadas con frío o calor y con la presión ejercida. En todo caso, las prótesis mioeléctricas son muy caras y gran parte de los amputados no resultan buenos candidatos para ser usuarios de dichas prótesis. [1][2][3][4][5]

II. PRÓTESIS Y MANOS ROBÓTICAS

El progreso del diseño de los prototipos de las prótesis ha estado ligado directamente con el progreso en el manejo de los materiales como aluminio, plástico, titanio etc. empleados por el hombre, así como el avance tecnológico y el entendimiento de la biomecánica del cuerpo humano[7]

Figura 1. MANOS ROBÓTICAS

Se ha desarrollado con el fin de mejorar o reemplazar una función, una parte o un miembro completo del cuerpo humano afectado, por lo tanto, una prótesis para el paciente y en particular para el amputado, también colabora con el desarrollo psicológico del mismo, creando una percepción de totalidad al recobrar movilidad. [8]

Respecto al modo de control, se puede considerar aquellas prótesis que son accionadas mediante el uso de interruptores o comandos preprogramados, o aquellas que responden a la voluntad humana empleando alguna señal biológica (Elec- tromiografía, Electroencefalografía, etc). [6] En la siguiente figura 1 un mapa de descripción en general

Figura 2. Clasificación de prótesis[6]

II-A. Actuadores

Un actuador – transductor, es un elemento que convierte un tipo de energía (eléctrica, hidráulica o neumática), cau- sando un efecto de movimientos lineales o angulares en un sistema automatizado. Los mecanismos en manos robóticas están compuestos por motores o materiales compuestos los cuales pueden ser clasificados de acuerdo a su principio de funcionamiento, además son clasificados en convencionales y no convencionales. Los primeros se basan en principios electromagnéticos mientras que los otros son basados en fenómenos físicos relacionados directamente a la composición atómica del material, por ejemplo el caso de uniones metálicas, materiales piezoeléctricos, compuestos químicos, etc[8]

II-B. Sensores

Las señales que se emiten son complejas que integran la actividad motora y sensorial es el hecho de agarrar algo con la mano. El trabajo que se emplea en coger un vaso está regulada por la información táctil (textura, presión...) en contacto con el vaso, de esta manera se ejerce un trabajo necesaria para sujetarlo sin que se resbale, y sin producir un esfuerzo excesivo. Este tipo de control en la mayoría prótesis actuales se hace utilizando un sistema de visión, sin embargo esto supone que el manejo de la prótesis no es posible sin utilizar el sistema de visión. Los sensores pueden ser clasificados en función de diferentes parámetros. [9]

Los parámetros que determinan los distintos comportamientos de los sensores pueden ser:

Físico (piezoeléctrico, piezorresistivo)

Fenómeno que miden. (Tacto, velocidad, fuerza, posición, temperatura, etc.)

Según el comportamiento físico, los diferentes sensores táctiles artificiales se pueden clasificar en: Sensores Piezoeléctricos, Capacitivos, Resistivos, Celdas de Carga, Galgas Extensiomé- tricas, De Efecto Magnético, Acelerómetros, Biopotenciales, Sensores Basados en Análisis de Color, etc.En la tabla 1 se muestra un resumen comparativo de posibles equivalencias de sensores biológicos y sensores artificiales para el conjunto de lo que se han denominado "sensaciones táctiles".

Figura 3. Sensores biológicos y artificiales[9]

III. PRÓTESIS ROBOTICAS

Básicamente se caracterizan como prótesis roboticas aque- llas que tiene una fuente de energía propia, un actuador, y sensores que permiten leer los movimientos deseados por el usuario. Por lo tanto también se requiere un sistema de procesamiento de esas señales para poder convertir esas señales en movimientos de los actuadores. En esta definición no es necesario que el sistema provea de retroalimentación al usuario.6En el desarrollo se basa en el la amplificación de señales que viene del mismo cuerpo, para lo cual se aplica amplificadores operacional y de ahí pasara mediante un filtrado. Lo cual se ha organizado en bloques o etapas (Figura4), detalladas a continuación.

Figura 4. Diagrama en bloques del tratamiento de la señal.

III-A. Prótesis eléctrica

Estas prótesis usan motores eléctricos en el dispositivo terminal, muñeca o codo con una batería recargable. Éstas prótesis se controlan de varias formas, ya sea con un servo- control, control con botón pulsador o botón con interruptor de arnés. En ciertas ocasiones se combinan éstas formas para su mejor funcionalidad. Se usa un socket que es un dispositivo intermedio entre la prótesis y el muñón logrando la suspensión de éste por una succión. Es más costosa su adquisición y reparación, existiendo otras desventajas evidentes como son el cuidado a la exposición de un medio húmedo y el peso de la prótesis.[8][10]

III-B. Mano Mi-electrica (Otto Bock)

Esta mano tiene una troque de agarre (100N) y una ve- locidad (300 mm/s), se pueden coger objetos rápidamente y con precisión buena .Permiten la adaptación óptima a las diferentes necesidades y capacidades del las personas la

...