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• Anabel Jacobo

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ROBOTS ASISTENCIALES (EXOESQUELETOS) Objetivo: Conocer los avances de la robótica orientados hacia los robots asistenciales para ayuda a personas con capacidades limitadas en las piernas.

Objetivos particulares:    

Cuanto avance existe respecto a los robots asistenciales en los últimos diez años Materiales de los cuales se encuentran elaborados, sus costos y las mejores opciones. Que requisitos de necesitan para que las personas puedan utilizar este tipo de robots. La ayuda que ofrecen estos robots son de ayuda permanente o de rehabilitación.

Hipótesis Se refiere al caminar auxiliado de elementos mecánicos, ya que su uso inicial fue para la industria nace este interesante concepto que es ayudar con sus tareas diarias a personas discapacitadas ya sea por accidente o enfermedad padecida, ya que sería empleada la analogía persona-robot desde un punto de vista funcional seria cerebro-conmutador, cuerpo-estructura mecánica dando a la persona independencia en su labores diarios. los materiales con que han sido diseñados a través de los años esto conlleva a saber también cual ha sido el más accesible y de mejor calidad, ya que es importante saber la finalidad que tendrá esta estructura mecánica si será respecto a ayuda permanente o asistente de rehabilitación. También es importante identificar cuáles son las personas adecuadas para este tipo de asistencia ya que el robot será programado diferente para cada tipo de situación, así que se busca que sean situaciones similares para determinar los más comunes casos. Los proyectos en Tecnología de la Rehabilitación tienen características propias que pueden hacer fracasar iniciativas que, siendo interesantes desde el punto de vista tecnológico, ignoran los aspectos de usuario. Los puntos que suelen generar las mayores dificultades son: Detección de las necesidades de usuario. La aparición de determinados avances tecnológicos suele sugerir a los investigadores una serie de beneficios

que las personas con discapacidad podrían sacar de su aplicación. Basándose en estas apreciaciones, en ocasiones se organizan costosos proyectos de investigación cuyos resultados son luego rechazados por los usuarios porque no satisfacen sus necesidades reales. Un proyecto en esta área exige realizar un estudio previo de necesidades de usuario, usando una metodología de estudio y detección seria y rigurosa. Evaluación de los resultados. A menudo la evaluación de los dispositivos finales se realiza demasiado tarde, y al usuario no le queda más remedio que aceptarlos como son. Para evitarlo, los proyectos deben desarrollar prototipos intermedios para que sean evaluados por usuarios reales en una fase en la que sus críticas y sugerencias puedan ser incluidas en el diseño final. Aspectos éticos y sociales. El investigador no puede ser ajeno a las consecuencias éticas y a los efectos sociales de la solución tecnológica que propone. La tecnología "invasiva", los sistemas que coartan la libertad de decisión del usuario, los sistemas que monitorizan y vigilan sus movimientos, deben ser limitados a lo estrictamente necesario. Uso de tecnología económica. Las personas con discapacidad no suelen tener capacidad económica como para adquirir equipamiento muy sofisticado. Incluso en los países en que este tipo de ayudas recaen en los servicios de asistencia social, el precio máximo de los sistemas resultantes condiciona fuertemente el éxito de los proyectos. Uso de tecnología proporcionada al problema. La tecnología demasiado sofisticada es difícil de utilizar. Como regla básica, no deben "tecnificarse" aquellos problemas que pueden ser resueltos sin tecnología, o con dispositivos más sencillos.

Marco teorico: Los robots desde sus inicios se han construido para realizar tareas hechas inicialmente de forma manual. Esta finalidad ha llevado a menudo a construirlos con una estructura antropomórfica, guardando cierta semejanza con las piernas humanas. Todo ello hace que esta tecnología sea traspasable al campo de la rehabilitación de forma relativamente simple, concretamente para construir elementos prostéticos y ortéticos. En 2012 la compañía californiana Berkeley Bionics presentó su primer exoesqueleto eLegs, diseñado para ayudar a las personas con parálisis en las piernas que, gracias a este implante, no sólo podrán mantenerse en pie, sino que también recuperarán su capacidad motriz.

Un primer problema a resolver será el determinar como controlar dichos dispositivos mecánicos. Una forma de hacerlo es utilizar las propias señales mioeléctricas del usuario, las que genera el cerebro para activar los músculos. Cuando la discapacidad se debe a que el cerebro no transmite dichas señales, debe recurrirse a otras formas de control, aprovechando la capacidad del usuario más adecuada según su movilidad remanente y habilidades personales.

¿Cómo Funciona un Exoesqueleto? ¿Qué es un exoesqueleto? Exo es una palabra griega que significa fuera. De manera opuesta al esqueleto humano normal, el cual sostiene el cuerpo desde adentro, un exoesqueleto sostiene al cuerpo desde afuera. Los exoesqueletos usualmente son diseñados para permitir caminar o aumentar la fuerza y resistencia a las personas con desordenes de movilidad.

Los exoesqueletos tienen varios componentes clave: Marco: Usualmente hecho de materiales ligeros, el marco debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del cuerpo así como el peso del exoesqueleto y sus componentes. El marco también debe poder sostener el cuerpo en su lugar de una manera segura sin el riesgo que quien lo usa se caiga. El marco usualmente tiene una serie de uniones las cuales coinciden con las uniones del cuerpo, en la cadera, la rodilla y tobillo. Baterías: Deben poder hacer funcionar el exoesqueleto la mayor parte del día o ser fáciles de reemplazar para que las baterías agotadas puedan quitarse fácilmente y ser reemplazadas con baterías cargadas durante el día. Las baterías deben ser ligeras y pequeñas para que el exoesqueleto no sea ni pesado ni voluminoso. Las baterías también deben ser de recarga rápida para que el exoesqueleto esté listo para el siguiente día. Sensores: Estos capturan la información sobre como el usuario desea moverse. Los sensores pueden ser manuales, como una palanca, o pueden ser eléctricos y detectar los impulsos fisiológicos generados por el cuerpo, o los sensores pueden estar combinados con dispositivos como un control remoto y un detector de movimiento que permite a quien lo usa cambiar el movimiento de caminar a subir gradas. La información capturada por los sensores es enviada a la computadora para ser analizada. Controlador: Actúa como el cerebro del dispositivo, el controlador es una computadora a bordo la cual toma la información capturada por los sensores y controla a los actuadores. La computadora coordina a los distintos actuadores en el exoesqueleto y permite al exoesqueleto y su usuario, pararse, caminar, subir o descender.

Actuadores: Si el marco es como los huesos del cuerpo y el controlador el cerebro, entonces los actuadores son como los músculos que ejercen el movimiento. Los actuadores son usualmente motores eléctricos o hidráulicos. Usando la energía de las baterías y la información enviada por la computadora, los actuadores mueven el exoesqueleto y la persona que lo usa. Control de Balance y Paso: La mayoría de los exoesqueletos actuales no ofrecen control de balance o paso. Los exoesqueletos actuales requieren que el usuario tenga suficiente fuerza de la parte superior del cuerpo para que el exoesqueleto y el usuario no se caigan. El balance de los exoesqueletos actuales es usualmente controlado con el uso de muletas. También, la mayoría de exoesqueletos en la actualidad no imitan el paso humano normal. Caminar ha sido descrito como el “caer hacia delante de manera controlada”. Con cada paso, lanzamos nuestros cuerpos hacia adelante y movemos el otro pie para que nos reciba y evite que nuestros cuerpos caigan al suelo. El paso humano normal se mueve de talón a pie y de pie a punta cuando caminamos. Nuestro paso cambia cuando caminamos hacia adelante o hacia atrás, o subimos una grada o bajamos una colina. Los exoesqueletos de la actualidad no pueden imitar estas funciones y son menos eficientes y menos cómodos. Los exoesqueletos del futuro seguramente tendrán sistemas de control de balance integrados, como giroscopios, para evitar que el usuario caiga y controles de paso integrados los cuales imitaran el movimiento fisiológico humano normal.

La compañía ActiveLink, filial del gigante japonés, intentará hacer ese sueño realidad en 2015. La compañía está diseñando una nueva serie de exoesqueletos personales que serían más fáciles de llevar puestos y también más asequibles. Su objetivo es servir de ayuda a cuerpos especiales en situaciones de riesgo o rescate, así como de complemento en tareas que requieran de mucho esfuerzo.

Su modelo Powerloader será el primero en adaptarse y bajar su precio, de más de 250.000 dólares en la actualidad, hasta unos 6.000 dólares. Con él, levantar objetos pesados y desplazarlos es casi una tarea trivial. El

exoesqueleto pesa 40 kg y es capaz de levantar hasta 30 kg, bastante menos de los 100 de su hermano "profesional".