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VICTORIA ELIZABETH ABARCA PINO

VICTORIA ELIZABETH ABARCA PINO

VICTORIA ELIZABETH ABARCA PINO

Magistra en Ingeniería Mecánica, PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

Ingeniera Mecánica
DOCENTE CONTRATADO - CONTRATADO
Tiempo parcial por asignaturas (TPA)
Departamento Académico de Ingeniería - Sección Bioingeniería

Investigaciones

Se encontraron 11 investigaciones

2023 - 2025

Desarrollo e implementación de una prótesis de miembro superior no invasiva con reconocimiento de gestos empleando algoritmos de inteligencia artificial.

Según la ONU, en países en desarrollo existen 2.4 millones de personas con amputación de miembro superior. En Perú, CONADIS estima que la cifra es de 12,600 personas. Además, la oferta nacional de prótesis de miembro superior es limitada: prótesis tipo garfio a S/5,000 y prótesis mioeléctricas comerciales importadas a S/25,000 representan un imposible para el trabajador que percibe el sueldo mínimo de S/950. La propuesta plantea el desarrollo de una prótesis de miembro no invasiva con reconocimiento de gestos empleando algoritmos de inteligencia artificial. Se seguirá la Metodología de Diseño de Sistemas Mecatrónicos - Norma VDI 2206. Con ella se diseñará la prótesis con un funcionamiento mixto de cuerdas y mecanismos de barras. El controlador de la prótesis activará los actuadores para la realización del gesto y un sistema de retroalimentación háptico transmitirá la sensación de fuerza y posición de la prótesis al usuario. Tras la ejecución del proyecto se contará con una prótesis robótica de brazo para personas con amputación transradial, un tipo de prótesis escaso en el mercado y que se suele importar. Permitirá al usuario ejecutar 3 tipos de gestos con la mano para poder coger objetos. Asimismo, contará con un sistema que le permita ¿sentir¿ la fuerza con la que sujeta los objetos y la posición de su prótesis. El desarrollo seguirá la metodología de sistemas mecatrónicos norma VDI-2206. En ese sentido primero se desarrollará el diseño conceptual para luego seleccionar una propuesta óptima, pasar a la ingeniería de detalle y concluir con los planos. Posteriormente se desarrollan las evaluaciones funcionales sin usuario, con usuario y finalmente las pruebas clínicas. Una prótesis de brazo robótica a disposición de más de 12,600 personas en Perú. La prótesis busca devolver al paciente capacidades físicas perdidas. ii) Económico: Permite la reinserción laboral del paciente.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Laboratorio de investigación en Biomecánica y robotica aplicada (Financiadora)
  • PROCIENCIA - '-' (Financiadora)
2022 - 2024

Guante Robótico Blando con Interfaz Lúdica de musicoterapia para la Rehabilitación de mano en niños con parálisis cerebral infantil.

Uno de los principales problemas en rehabilitación de niños con Parálisis Cerebral Infantil (PCI), según el Instituto Nacional de rehabilitación, es la falta de continuidad de la terapia debido al traslado, retraso del niño, recursos económicos y escaso tiempo. Por esto, 46% de niños a veces asisten a terapia y 30 % casi nunca asisten. Asimismo, la poca continuidad en fisioterapias autogestionadas en casa se debe a la poca supervisión y lenta rehabilitación, por esto la recuperación suele durar más de 1 año causando estrés y desmotivación. Con la colaboración de una especialista en medicina física y rehabilitación del Instituto para el Desarrollo Infantil - ARIE, que es parte del equipo técnico y facilitará el acceso a pacientes, i) se elaborarán los documentos a presentar al Comité de Ética para investigación en seres humanos, ii) se seleccionarán los pacientes voluntarios para las encuestas, el diseño y la validación de un prototipo, y iii) se definirán los requerimientos de diseño del dispositivo de rehabilitación de mano. Seguidamente, se diseñará siguiendo la metodología VDI 2221 y se fabricarán los subsistemas mecánico, neumático, eléctrico, electrónico, de control e interfaz. Los subsistemas fabricados se integrarán incluyendo el algoritmo de control y la interfaz lúdica, para de esta forma tener un prototipo implementado. Luego, con los protocolos de ensayo aprobados por el Comité de Ética, que incluyen el documento de consentimiento informado, se evalúa el funcionamiento del prototipo (sin y con paciente). Finalmente, se difunden los resultados del proyecto a través de revistas indizadas, así como en congresos o seminarios, y se evalúa la propiedad intelectual del prototipo desarrollado. Con este proyecto se puede reducir hasta un 30% el tiempo de rehabilitación respecto a terapias convencionales, contribuyendo a la autonomía del niño y de las personas que lo atienden, y se incrementará la disponibilidad local de dispositivos de rehabilitación.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • INSTITUTO ARIE - REHABILITACIÔN (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - 'SECCIÒN MECÀNICA' (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN EN BIOMECÁNICA Y ROBOTICA APLICADA (Financiadora)
2023

Algoritmo de clasificación para la locomoción eficiente en múltiples tareas mediante señales inerciales y mioeléctricas en personas con y sin amputación transtibial.

En el ámbito de las prótesis transtibiales, uno de los desafíos cruciales es lograr una locomoción eficiente en diversas actividades. Por ello, es esencial contar con algoritmos de clasificación que permitan a las prótesis adaptarse y responder de manera óptima a distintas tareas de movimiento, ya que esto contribuirá a mejorar tanto el rendimiento como la flexibilidad de las prótesis de extremidades inferiores. Este proyecto está orientado al desarrollo de un algoritmo de clasificación para la locomoción eficiente a diferentes tareas de locomoción, como caminar en superficies planas, sobre rampas ascendentes/descendentes y subir/bajar escaleras. Este algoritmo permitirá clasificar las tareas de locomoción para el desarrollo futuro de una prótesis transtibial. El desarrollo del algoritmo de clasificación sigue principios comunes que incluyen etapas como la recopilación de datos, el preprocesamiento, la extracción y selección de características, el diseño, entrenamiento y validación del algoritmo de clasificación y finalmente la evaluación del rendimiento del algoritmo. Se utilizan señales inerciales y mioeléctricas como fuentes de información, las cuales son analizadas y procesadas en el algoritmo de clasificación. La combinación de señales inerciales, obtenidas a través de acelerómetros y giroscopios y señales mioeléctricas generadas por la actividad muscular, permitirá una detección precisa de los movimientos y las intenciones del usuario. Esto mejorará la eficiencia y adaptabilidad de las prótesis transtibiales, optimizando su rendimiento y reduciendo el consumo de energía. Se espera que este proyecto tenga un impacto significativo en campos como la robótica y la rehabilitación, mejorando la eficiencia de las prótesis transtibiales, aumentando la seguridad y confianza del usuario y acelerando el proceso de rehabilitación en las actividades cotidianas y la sociedad.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento de INGENIERIA (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN EN BIOMECÁNICA Y ROBOTICA APLICADA (Financiadora)
2023

Smart Prevention

Esta iniciativa apunta a prevenir y detectar lesiones corporales con el propósito de mejorar la calidad de vida de las personas. El proyecto consiste en un programa integral de atención especializada gestionado desde una aplicación móvil, el cual brinda acceso a una evaluación con un especialista en medicina física y rehabilitación, además, te da acceso a una evaluación biomecánica de la capacidad de la marcha y balance postural para obtener una visión general de tu estado físico actual. Luego de la evaluación se brinda a los usuarios un plan de actividades personalizadas con el cuál irán mejorando progresivamente su condición física, así mismo se les brinda asesoramiento continúo de especialistas y la posibilidad de acceder a reevaluaciones para actualizar su plan de acuerdo a las necesidades del momento.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - DPTO DE INGENIERIA (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN EN BIOMECÁNICA Y ROBOTICA APLICADA (Financiadora)
2021 - 2023

Caracterización de la respuesta Biomecánica de los músculos que más se contraen durante los Bloqueos en el Habla durante la tartamudez.

La tartamudez es un trastorno del habla que, aunque hasta la actualidad no se haya encontrado un método para que una Persona Que Tartamudea (PQT) pueda superarla por completo, se puede llegar a controlar si se evita o reduce la tensión muscular que se produce en distintos músculos del cuerpo durante los bloqueos. Sin embargo, y a pesar de que se hayan realizado investigaciones con pruebas de retroalimentación de la tensión de ciertos músculos (tales como el cuello, hombros o músculos faciales), aún no se han determinado con certeza los que presenten actividad relacionada a estos bloqueos y que permitan identificarlos de manera más precisa, sino que fueron escogidos de forma empírica y por experiencia propia. Identificar estos músculos permiten el desarrollo de dispositivos portátiles que ayuden a las PQT a tener mayor conciencia de la tensión que producen, de modo que sea más sencilla la tarea de reducir o evitar el esfuerzo innecesario al momento de hablar. De esta forma, podrían mejorar el manejo que puedan tener sobre sus bloqueos y continuar con el habla de forma más natural y fluida. Estudiar y caracterizar la respuesta biomecánica de los músculos que más se contraen durante los bloqueos en el habla durante la tartamudez. Identificar las variables biomecánicas asociadas a la contracción muscular más significativas durante los bloqueos en la tartamudez. Identificar los músculos que presentan una respuesta biomecánica más significativa durante los bloqueos en la tartamudez. Evaluar los resultados para la caracterización de la respuesta biomecánica de los músculos que más se contraen durante los bloqueos en el habla de personas con tartamudez.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN EN BIOMECÁNICA Y ROBOTICA APLICADA (Financiadora)
2021 - 2023

Diseño, desarrollo e implementación de prótesis transhumeral de 5 grados de libertad empleando tecnologías de fabricación digital, con retroalimentación háptica y controlada por señales fisiológicas de la actividad neuronal y cinética del cuerpo.

Según la ONU, en países en desarrollo existen 2.4 millones de personas con amputación de miembro superior. En Perú, CONADIS estima que la cifra es de 12,600 personas. El Ministerio del Trabajo reporta 40 casos al mes de lesiones laborales de mano, cifra que solo representa el 30% del mercado, ya que el otro 70% se encuentra en la informalidad. Además, la oferta nacional de prótesis de miembro superior es limitada: prótesis tipo garfio a S/5,000 y prótesis mioeléctricas comerciales importadas a S/25,000 representan un imposible para el trabajador que percibe el sueldo mínimo de S/950. Respecto de la oferta mundial, las prótesis orientadas a amputación transhumeral son escasas, estando solo un 0.13% de la investigación en prótesis dedicada a este tipo y, de las existentes en impresión 3D, solo el 5% corresponde a transhumerales.. La propuesta plantea el desarrollo de una prótesis de miembro superior nivel transhumeral de 5 grados de libertad con retroalimentación háptica controlada por señales fisiológicas de la actividad neuronal y cinética del cuerpo. Se seguirá la Metodología de Diseño de Sistemas Mecatrónicos ¿ Norma VDI 2206. Con ella se diseñará la prótesis con un funcionamiento mixto de cuerdas y mecanismos de barras para los dedos, muñeca y codo, activados por medio de señales neuronales relacionadas al control motriz del cuerpo que pueden ser de electromiograma (de la sección amputada) así como electroencefalograma (del cerebro). El controlador de la prótesis activará los actuadores para la realización del gesto y un sistema de retroalimentación háptico transmitirá la sensación de fuerza y posición de la prótesis al usuario, tal que cuente con tacto artificial que mejore la destreza y control. Finalmente, la prótesis será evaluada mediante pruebas funcionales estandarizadas. La propuesta tiene un impacto social significativo, que se refleja en una sociedad inclusiva donde el usuario es clave en la concientización.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN EN BIOMECÁNICA Y ROBOTICA APLICADA (Financiadora)
  • PROCIENCIA - '-' (Financiadora)
2019 - 2023

Modelación y simulación dinámica de un mecanismo paralelo para un tobillo protésico de 3 grados de libertad

El tobillo es crucial en soporte y progresión al caminar, provee tres movimientos al pie: dorsiflexión/plantarflexión, eversión/inversión y abducción/adducción. Estos movimientos se deben a las estructuras ligamentosas y musculares del tobillo, las mismas que favorecen las adaptaciones del terreno irregular [Brockett, 2016]. La ausencia de aportación científica en el modelamiento dinámico en en tobillos protésicos con mecanismos paralelos y la carencia de prótesis con mecanismos paralelos que emule el movimiento del tobillo con 3 grados de libertad activos. Se propone realizar la modelación y simulación dinámica de un mecanismo paralelo para un tobillo protésico de 3 grados de libertad activos, de tal manera que el mecanismo permita emular el funcionamiento de la articulación del tobillo durante el desplazamiento de una persona con amputación transtibial unilateral sobre superficies duras o blandas irregulares. En esta investigación (i) se considerará el modelamiento del mecanismo que involucra las condiciones de borde que se debe imponer para emular la dinámica del movimiento del tobillo protésico y su interacción con superficies duras o blandas con irregularidades, (ii) se realizará un estudio del estado del arte, (iii) se elaborará la propuesta conceptual de un mecanismo paralelo para tobillo-pie protésico de 3 grados de libertad, (iv) se realizará la modelación dinámica del mecanismo paralelo de 3 grados de libertad usando técnicas de la mecánica newtoniana, lagrangiana o Trabajo virtual (v) se simulará el funcionamiento del tobillo protésico usando el modelo dinámico obtenido y una herramienta de simulación computacional (vi) se implementará un módulo de ensayos con el mecanismo paralelo para el conjunto tobillo-pie protésico, (vii) se validará el modelo dinámico desarrollado usando resultados de simulación numérica, resultados de pruebas experimentales e información disponible en la literatura científica.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Dirección de Fomento de la Investigación (DFI) (Financiadora)
2021

Marq'a: Estaciones bio mecatrónicas para el aprendizaje de automatización en Ingeniería Biomédica-Mec.

De manera local, no existe un productor peruano de este tipo de tecnologías en equipamiento de laboratorio para aprendizaje biomédico. De manera internacional firmas como FESTO y ABB desarrollan equipos orientados al aprendizaje los cuales son de alta calidad en materia de sensores, actuadores, controladores y automatización. Sin embargo, la adquisición de plataformas de aprendizaje de estas empresas son sumamente caras con precios de alrededor de los 100,000 dólares; asimismo, no son equipos adaptados a la currícula y necesidades específicas de los alumnos de PUCP. Nuestra solución está pensada y desarrollada en función de las necesidades estudiantiles de los estudiantes de Ing. Biomédica de la PUCP. En ese sentido, el diseño del sistema es ergonómico, cuenta con tecnología que compone el estado del arte en materia de sensores y actuadores de acuerdo a lo enseñado en los cursos de teoría de los alumnos; a su vez, los controladores y sistemas de energía se encuentran optimizados para ofrecer una experiencia intuitiva, con una respuesta rápida y de baja latencia entre acciones de lectura y ejecución de tareas. i) Mejora significativa de los procesos de aprendizaje de estudiantes de Ingeniería Biomédica y afines a traves de la interacción con los módulos Marq'a por medio del aprendizaje práctico del manejo de sensores-actuadores y controladores. ii) Fomentar el interés en la investigación básica y aplicada de sistemas biomecatrónicos tras haber aprendido a utilizarlos de manera adecuada en los módulos Marq'a. iii) Complementar la formación recibida por los alumnos en sus clases de teoría con la aplicación de sesiones de laboratorio dirigidas al aprendizaje de control automático.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - DPTO DE INGENIERIA (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN EN BIOMECÁNICA Y ROBOTICA APLICADA (Financiadora)