Sistema robótico tipo exoesqueleto para las extremidades inferiores que permita reproducir patrones de movimiento en el plano sagital para marcha normal o movimientos asistidos dirigidos conforme a procedimientos médicos

Investigadores

ELÍAS GIORDANO, Dante Ángel

Grupo de investigación

Grupo de Investigación en Robotica Aplicada y Biomecánica

Unidad

Departamento de Ingeniería

Fuentes de financiamiento

Fondo para la Innovación, Ciencia y Tecnología (FINCyT)

Año

2013

CONADIS (2011) registra 1´700,000 personas con algún tipo de discapacidad, siendo la mayor limitación la locomoción, por lo que resulta importante atender estos grupos de personas pues tiene un efecto directo e inmediato en la economía (personal, familiar, pública y/o privada). Se propone una estructura robótica tipo exoesqueleto que permita reproducir patrones de movimiento de miembros inferiores (marcha normal y movimientos asistidos dirigidos) conforme a procedimientos médicos. Para este desarrollo se ha conformado un equipo técnico de alto nivel con especialistas en tecnologías para la salud, y en medicina física y rehabilitación. Este dispositivo contribuirá a superar algunas limitaciones que presenta el tratamiento tradicional, tales como: el cansancio del paciente y terapista, la dificultad de mantener movimientos regulares y sostenidos durante las sesiones, y la dificultad para atender una mayor cantidad de pacientes. El proyecto constituirá un logro del más alto nivel científico-tecnológico en el desarrollo de un exoesqueleto para rehabilitación de las personas con respecto a las tecnologías existentes, pues se incorporan aspectos nuevos como la reproducción de patrones de movimientos asistidos dirigidos y para el movimiento integral de la marcha humana (pie, pierna y cadera) sujetos a un procedimiento médico. El potencial tecnológico de este desarrollo puede extenderse a aplicaciones como entretenimiento, entrenamiento, defensa, producción, entre otros.

Objetivos

1..Desarrollar un sistema robótico tipo exoesqueleto para las extremidades inferiores que permita reproducir patrones de movimiento en el plano sagital para marcha normal o movimientos asistidos dirigidos de tales extremidades conforme a procedimientos médicos.

Resultados

1..Un conjunto de cinco patrones de movimiento para miembros inferiores que permita reproducir una marcha normal y movimientos asistidos dirigidos.

1.Un prototipo del mecanismo robótico tipo exoesqueleto para miembros inferiores validado funcionalmente.

1.Un paquete tecnológico para la transferencia de la tecnología que incluya manuales de instalación, puesta a punto, operación y mantenimiento.

2..Una selección de las variables requeridas para el movimiento de una marcha normal y de los movimientos asistidos dirigidos para miembros inferiores validado por médicos especialistas.

2..Un conjunto de trayectorias de movimiento para una marcha normal validado por médicos especialistas

2. Un conjunto de trayectorias para movimientos asistidos dirigidos validado por médicos especialistas

3.Una lista de requerimientos técnicos para la modelación y el diseño del prototipo del sistema robótico de tipo exoesqueleto.

3.Un diseño mecánico para el prototipo de un sistema robótico tipo exoesqueleto.

3.Un conjunto de piezas mecánicas para ensamblar el sistema robótico tipo exoesqueleto

4.Un diseño y simulación del sistema de control para el prototipo de un sistema robótico tipo exoesqueleto.

4.Un diseño y simulación del sistema electroelectrónico para el prototipo de un sistema robótico tipo exoesqueleto.

4.Un conjunto de componentes para ensamblar los sistemas de control y electro-electrónico para el sistema robótico tipo exoesqueleto.

5.Un software desarrollado que incluya la interfaz gráfica de usuario, el código de implementación del algoritmo de control, y los patrones para reproducción de movimiento.

5.Un sistema robótico tipo exoesqueleto ensamblado y puesto a punto integrando los sistemas desarrollados.

5.Un conjunto de pruebas de validación funcional ante médicos especialistas.

5.Un paquete teconologico para la transferencia tecnologica del prototipo desarrollado.

Impacto

El Perú desarrolla dispositivos mecatrónicos para mejorar la calidad y productividad de los tratamientos de rehabilitación, o para incrementar las capacidades biomecánicas del hombre. Médicos investigan la discapacidad en locomoción, y biomecánica en general, usando tecnologías de punta basadas en sistemas mecatrónicos. El exoesqueleto desarrollado se integra a mecanismos externos como el simulador de marcha u otros mecanismos del tipo banda o plataforma. Mecanismos robóticos también se usan para discapacidad permanente y rehabilitación de otros miembros o articulaciones (brazo, muñeca, codo, etc.). Exoesqueletos emulan más movimientos humanos, integrando entornos virtuales y telecomunicación con dispositivos móviles, para entrenamiento, entretenimiento, asistencia en accidentes, etc. Tesis de alto nivel científico y tecnológico en áreas de la ingeniería, medicina, psicología, y de otras ciencias de la salud y ciencias sociales, promueven mejoras tecnológicas para rehabilitación física.

El exoesqueleto desarrollado disminuye en 30% el tiempo promedio de tratamiento, lo que reduce los costos por tratamiento, las licencias médicas, y se atiende a una mayor cantidad de pacientes. La rehabilitación de personas con discapacidad tiene un efecto directo e inmediato en la economía (personal, familiar, pública y/o privada). La reducción del tiempo de rehabilitación permite una pronta reinserción laboral a la actividad productiva con menos pérdida de días laborales. La reducción de las horas requeridas en la sesión de rehabilitación permite la ampliar la cobertura de servicios en centros de rehabilitación públicos y privados, dando acceso a la atención de una mayor cantidad de personas discapacitadas. Con un adecuado modelo de negocio se puede lograr la comercialización de un producto para la rehabilitación en centros de salud privados o públicos del Perú y en Latinoamérica, generando la creación de empresas y movimiento económico.

Según cifras del Registro Nacional de la Persona con Discapacidad, en el Perú hay más de 43,000 personas con alguna discapacidad, siendo la mayor limitación la Locomoción con 26,106 personas (60.1% del total). Además, la discapacidad para caminar es la más frecuente con un 41% (10,700 discapacitados). Entonces con este proyecto: – La adopción amplia de esta moderna tecnología atiende a un mayor número de pacientes con discapacidad en miembros inferiores. – Con la reducción de hasta en un 30% el periodo de rehabilitación, es más pronta la reinserción a la vida activa de los pacientes, mejorando su calidad de vida y la de sus familiares. – Investigación y desarrollo en la PUCP cumple rol social al realizar la transferencia tecnológica en beneficio de centros de rehabilitación

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