Tecnología México Puebla, Puebla, Viernes, 11 de diciembre de 2009 a las 11:52

Desarrolla BUAP pr贸tesis para piernas e interfaz controladora de robots

Una tarjeta electr贸nica, creada por investigadores de la Facultad de Ciencias de la Electr贸nica, base de las tecnolog铆as

MAS/BUAP/DICYT En el desarrollo de una prótesis para pierna y de una interfaz humana para controlar robots, trabajan investigadores y alumnos de la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), a partir de una tarjeta electrónica para FPGA’s, diseñada también por científicos de esa unidad académica.

 

Estos y otros desarrollos tecnológicos son posibles con la ayuda de esta multifacética tarjeta, creada por los investigadores Sergio Vergara Limón y Aurora Vargas Treviño, la cual opera como el cerebro electrónico de los instrumentos, y cuya versatilidad permitió también ser utilizada en diseño del sistema electrónico del detector ACORDE, integrante del proyecto ALICE del Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés).

 

Y es que las potencialidades de la tarjeta electrónica para FPGA’s, desarrollada por los científicos universitarios son enormes, pues además de aplicarse en la detección de rayos cósmicos en el caso de ACORDE, también es útil en áreas tan diversas como la mecatrónica o en experimentos de óptica cuántica realizados hoy día por investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

 

Así también, su uso puede tener fines educativos en prácticas básicas de electrónica digital para estudiantes de secundaria, preparatoria y licenciatura, en robótica, medicina y hasta en el diseño de prótesis de extremidades humanas.

 

Son estas últimas áreas motivo de las investigaciones de alumnos e investigadores de Ciencias de la Electrónica, quienes trabajan en el diseño de una prótesis para pierna y en una interfaz humana para controlar robots, a partir de esta tarjeta “de uso universal”, la cual desde su conclusión en 2007 ha sido utilizada en 15 tesis de maestría y en una doctoral, así como en otros experimentos científicos y desarrollos tecnológicos.

 

En entrevista, el matrimonio de científicos formado por Vergara Limón y Vargas Treviño, reconocidos por el CERN por su destacado trabajo en el diseño de la electrónica de ACORDE, y quienes inclusive recibieron propuestas de trabajo para laborar en ese importante centro de investigación europeo, relataron que la idea de crear dicha tarjeta surgió durante su estancia en el laboratorio de física de altas energías Fermilab (Chicago, EU) y posteriormente en el CERN.

 

“Lo que aprendimos en Fermilab y la experiencia en el CERN donde se nos exigió usar FPGA’s cada vez más densos para conseguir la electrónica de ACORDE, nos hizo pensar en una tarjeta universal. Los FPGA’s del detector son muy densos, pero no son reusables, por eso decidimos crear esta tarjeta con acceso a todas las terminales y compuertas electrónicas, abriendo un mundo de posibilidades”, señalaron.

 

La tarjeta electrónica de entrenamiento funciona como el cerebro de los sistemas digitales y se encarga del procesamiento y la adquisición de las señales externas, generadas ya sea por rayos cósmicos u obtenidas mediante sensores, como ocurre con la prótesis y la interfaz humana.

 

Interfaz humana para controlar robots

 

Controlar un robot por medio de una interfaz humana que siente las bases para que en el futuro se pueda atender a pacientes con problemas de movilidad en extremidades superiores, es el objetivo del proyecto desarrollado por Raúl Hernández Rivera, estudiante de la maestría en Automatización, quien es asesorado por el Doctor Fernando Reyes Cortés y la Doctora Aurora Vargas Treviño.

 

La idea de emprender el proyecto, expresa Raúl en entrevista, nació de su interés por crear tecnología accesible para ayudar a las personas con alguna discapacidad y contribuir a mejorar su calidad de vida.

“Me interesé en esta investigación para hacer ciencia que ayude a personas con problemas físicos, para ayudar a su rehabilitación. Este desarrollo tecnológico puede apoyar al fisioterapeuta y bajar costos de tratamiento”, remarcó.

 

Para Vergara Limón este desarrollo no sólo puede tener aplicaciones médicas, sino también para el control de robots industriales.

 

“Al comunicarnos con el sistema de control del robot por medio de los sensores a partir del movimiento del brazo, logramos que éste ejerza una tarea. Este sistema de interfaz permite realizar, de forma remota, trabajos que demanden gran fuerza física o que se realicen en ambientes hostiles, sin poner en riesgo la seguridad del operador. El robot puede cargar, soldar, pintar o emplear sustancias químicas peligrosas, sin mayor problema”, abundó.

 

Sobre las expectativas del instrumento para su explotación industrial, Vergara Limón dijo que son muy amplias, ya que partir de éste pueden construirse robots gigantes, controlados con el mismo sistema, capaces de sostener cargas de elevado tonelaje. Por tratarse de tecnología hecha en México, agregó Vergara, sería más barata y generaría grandes beneficios económicos a la industria del estado y la región.

 

Apuntó, además, que en la actualidad un sinnúmero de robots industriales son desechados por el envejecimiento de sus sistemas electrónicos, aunque la mecánica funcione adecuadamente. Por ello, existe también un proyecto para desarrollar nuevos sistemas electrónicos para esos robots - a partir de la tarjeta electrónica de entrenamiento- lo que redundaría en ahorros para la industria.

 

La prótesis

 

Obtener una prótesis para pierna capaz de imitar el andar de las personas, que combine mecanismos mecánicos y electrónicos, es el objetivo de la investigación de la tesis doctoral de Fermín Martínez Solís, asesorado por los doctores Abraham Claudio Sánchez y Sergio Vergara Limón.

 

Para ello, se desarrolló un sistema de sensores con el fin de observar y medir el desplazamiento de las piernas y muslos humanos al caminar y escalar, en varios sujetos de prueba.

 

Los primeros resultados indican que si se desear diseñar una prótesis que imite el andar natural, es necesario que el instrumento imite las señales de la pierna y, a la vez, reproduzca el mismo movimiento segundos después, en función de la velocidad de la persona al caminar.

 

El proyecto se efectúa en Centro Nacional de Desarrollo Tecnológico (Cenidet), ubicado en Cuernavaca, como parte de la tesis doctoral de Martínez Solís, cuyo asesor externo es el doctor Vergara Limón.