Un estudiante de la Universidad de Valladolid diseña un brazo robótico basado en señales mecánicas

Marta Dompablo/DICYT Raúl Rodríguez Antiduelo es un ingeniero de Telecomunicaciones titulado por la Universidad de Valladolid. En su proyecto fin de carrera ha desarrollado un sistema informático para el control de un brazo robótico que emplea señales mecánicas en vez de eléctricas, que son las que se utilizan en la actualidad para controlar las prótesis de miembro superior. El diseño se basa en una técnica alternativa de monitorización de la actividad muscular, que se fundamenta en la medición de las vibraciones mecánicas que producen los músculos cuando se contraen y que se denomina mecanomiograma.

Este proyecto, titulado Diseño y evaluación de un sistema de controlo de dispositivos externos, ha sido uno de los ganadores de los XIII Premios de Innovación y Desarrollo de la Universidad de Valladolid que se entregaron la semana pasada en Valladolid. Los galardones son convocados mediante un convenio suscrito entre la Universidad de Valladolid, la Consejería de Economía de la Junta, la Cámara de Comercio e Industria y la Confederación de Organizaciones Empresariales.

Además, el sistema de control, además de aplicarse para controlar una prótesis de brazo, también puede ser utilizado como elemento de control de otros dispositivos como el guiado de sillas de ruedas, elementos domóticos de una vivienda o cualquier otro dispositivo del entorno de una persona discapacitada.

Según ha explicado el ingeniero a DICYT "el proyecto se ha centrado en el desarrollo de un sistema de hardware y software para el control de una prótesis de miembro superior, cuyo principal logro consiste en el diseño del hardware de acondicionamiento de la señal así como del software de control neuromuscular". Asimismo, Raúl Rodríguez también ha efectuado el diseño del software de simulación.

En la actualidad existen prótesis eléctricas y miomecánicas. "Las eléctricas son las que se han usado desde hace 20 ó 25 años", aunque presentan problemas porque la recepción de las señales es muy débil y, además, los afectados deben extenderse un gel para que se adhieran los electrodos, lo que provoca que la señal sea aún más baja, apunta el investigador, al tiempo que indica que "es un poco incómodo para las personas amputadas".

Por otro lado, Raúl Rodríguez ha asegurado que “la idea es que sea utilizado como complemento de los otros sistemas eléctricos, en vez de para sustituirlos, ya que así las limitaciones que pueda presentar un sistema se puden superar con las ventajas que tiene el otro y el modelo global funciona mucho mejor”.

Ventajas

Por otro lado, entre las ventajas del otro sistema de control prostético, que funciona con señales miomecánicas, destaca "sobre todo que el reconocimiento de la señal es muy sencillo, porque lo que se hace es reconocer señales de diferente nivel de esfuerzo". Por ejemplo, cuando el brazo se encuentra en reposo, se asocia a una función de la prótesis y cuando se realiza un esfuerzo para doblar el brazo se asocia a otra función diferente.

Además, otra ventaja que detentan estas señales es que "a medida que aumenta el nivel de esfuerzo se incrementa la amplitud y además se distinguen muy bien los niveles, lo que se puede aprovechar para controlar el brazo robótico". Finalmente, los sensores son más cómodos y se registran mejor que las señales eléctricas. Los sensores que se utilizan son "muy sensibles y ante una vibración muy pequeña del músculo la pueden registrar mejor", concluye el investigador.

El sistema es novedoso porque hasta ahora no había ningún trabajo relacionado con el control basado en este tipo de señales, apunta el ingeniero de Telecomunicación. Sin embargo, la implantación en la industria sería "caro y complicado, porque los prototipos de brazo robótico que existen ahora están basados en señales eléctricas".

El ingeniero ha realizado el trabajo dentro del Grupo de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Valladolid, que dirige Roberto Hornero. Su proyecto ha sido dirigido por Alonso Alonso. En relación a las líneas futuras de trabajo, el desarrollo del proyecto fin de carrera supone "el punto de partida para desarrollar futuras investigaciones y las correspondientes aplicaciones prácticas, tanto en el campo de las Tecnologías de Rehabilitación (TR), como en otras áreas como la robótica, el control industrial o el control de elementos domóticos en una vivienda", concluye el ingeniero.