Análisis e implementación de
alternativas de control de manos artificiales subactuadas en base al
agarre humano
Resumen:
El proyecto trata de avanzar en la
investigación del agarre humano de manera que proporcione pautas
para el control subactuado de manos protésicas de elevados grados de
libertad.
Hasta la fecha se han desarrollado gran variedad de manos robóticas
y protésicas, unas para lograr una estabilidad de agarre y destreza
de manipulación similar a la de la mano humana y otras destinadas a
lograr un mejor antropomorfismo y apariencia cosmética. Sin embargo,
las prótesis de mano actuales son muy simples desde un punto de
vista biomecánico. El problema radica en la dificultad de establecer
una comunicación adecuada entre el usuario y la prótesis. No hay una
forma sencilla de que lograr la interacción entre el amputado y una
prótesis diestra de múltiples grados de libertad, como las
desarrolladas en las últimas décadas, puesto que requiere bien
demasiadas señales de control independientes o bien un controlador
inteligente. Las tendencias en el control de manos robóticas y
protésicas indican que una novedad en este ámbito podría lograrse
mediante la observación e imitación del comportamiento biomecánico
natural, en base a un espacio de dimensionalidad reducida.
En primer lugar, el trabajo plantea la utilización del análisis de
componentes principales para reducir la dimensionalidad del problema
de control de manera que se puede establecer el mínimo número de
entradas de control necesarias para que una mano protésica avanzada
pueda realizar actividades de la vida diaria y determinar así su
posibilidad de control en tiempo real, por medio del empleo de
distintas técnicas de control multivariable.
En segundo lugar, se aborda el análisis de distintas posibilidades
de control inteligente de prótesis mediante interfaces de
comunicación entre el usuario y la prótesis novedosos y de alta
tecnología, que puedan suponer alternativas al control habitual
mediante señales de electromiografía. Para todo ello se realizarán
experimentos de agarre (cilíndrico y pinza) tanto con la mano humana
como con manos artificiales impresas mediante tecnología 3D. Esta
experimentación permitirá proporcionar criterios de diseño de manos
antropomorfas desde el punto de vista del control.
La investigación puede ser de gran interés en diversas aplicaciones,
entre las que pueden citarse: mejora del diseño de brazos biónicos o
protésicos, desarrollo de manos robóticas eficientes para
aplicaciones domésticas o industriales o el desarrollo de
dispositivos hápticos de realidad virtual.
