Robotización De Prótesis Para Humanos
Páginas: 10 (2343 palabras)
Publicado: 8 de agosto de 2011
Resumen
En este artículo se hace una revisión de las prótesis robóticas para personas. Además en este trabajo se presentan algunos argumentos que justifican el desarrollo de las mismas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables para un alto rendimiento que emulen apropiadamente el comportamiento de los miembros que se sustituyen. Por ultimo se presentan algunos ejemplos deprótesis robóticas exitosas.
NOMENCLATURA
Fisiología, Biomecánica, Mioelectrica, metabólica, mecatrónica, neurociencia, actuadores, giroscopio, microprocesador, unidireccional, Wi-Fi, retina.
Introducción
La palabra prótesis proviene del griego: pros (p???) 'por añadidura', 'hacia' the-sis (??s??) 'disposición' [1]. El diccionario de la Real Academia Española adopta como definición:Procedimiento mediante el cual se repara artificialmente la falta de un órgano o parte de el; o como el aparato o dispositivo destinado a esta reparación. [2].
En términos generales una prótesis (dentro del ámbito medico), es una extensión artificial que reemplaza una parte faltante del cuerpo.
Considerando las definiciones citada en el párrafo anterior, podemos definir a una prótesis robótica,como " un elemento artificial dotado de cierta autonomía e inteligencia capaz de realizar una función de una parte faltante del cuerpo ".
Dicha autonomía e inteligencia se logra al integrar sensores, procesadores, actuadores, y complejos algoritmos de control.
De acuerdo a esta definición, las prótesis de uso cosmético quedan completamente excluidas, como por ejemplo los ojos de vidrios, laspiernas de madera, etc.
Existen ejemplos de usos de prótesis en la antigüedad como la mano de acero utilizada por Gotz von Berlichingen (1504 d.C.) [3], o la pierna de Bronce de Capua (300 a.C.) [4], o lo que hasta la fecha es la prótesis hallada mas antigua "el dedo gordo del Cairo", perteneciente a una momia egipcia (entre 1069 a.C. y 664 a.C) [5]. (figura 1).
Figura 1: [1] Primerasprótesis
Si bien, el uso de prótesis es consecuencia de accidentes, cáncer, males formaciones, etc., el factor determinante que ha impulsado el desarrollo de las mismas fue la necesidad de mejorar la calidad de vida de los sobrevivientes de guerras.
El desarrollo de prótesis, involucra la necesidad de fusionar conocimientos de la fisiología y biomecánica humana, mecanizado de materiales yprototípico de mecanismos, interface hombre- maquina.
En este artículo se muestra las prótesis actuales y los desarrollos recientes de prótesis robóticas, por ultimo se presentan algunos argumentos que justifican el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables.
Justificación de la robotización
Las prótesis datan desde 1912, estas prótesis teníanla forma de gancho que podía ser cerrado o abierto encogiendo los hombros y mediante una cuerda que pasaba por la espalda. Después de la segunda guerra mundial, se creo la mano mioelectrica, sin embargo esto no cambio el hecho de que las prótesis eran difíciles de manejar.
Las prótesis de brazo tienen como mucho tres grados de
libertad: se puede abrir y cerrar el gancho, se puede extender yretraer el codo, y con los modelos mas sofisticados se puede rotar la muñeca.
Esto contrasta con un brazo humano que tiene mas de 25 grados de libertad y por lo tanto una mayor destreza, además de la habilidad de determinar si algo esta frio o caliente. Por otro lado, en las prótesis de pierna existen aun algunos problemas, por ejemplo, los amputados que utilizan prótesis mecánicas requierenentre 10-60% mas energía metabólica que las personas tienen el miembro real, dependiendo de la velocidad de caminado, el estado físico de la persona, la causa de la amputación, el nivel de amputación, y las características de la prótesis. Además, los amputados caminan entre 10-40% más lento que las personas intactas
[9]. Tales problemas clínicos son en parte generados por las prótesis...
En este artículo se hace una revisión de las prótesis robóticas para personas. Además en este trabajo se presentan algunos argumentos que justifican el desarrollo de las mismas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables para un alto rendimiento que emulen apropiadamente el comportamiento de los miembros que se sustituyen. Por ultimo se presentan algunos ejemplos deprótesis robóticas exitosas.
NOMENCLATURA
Fisiología, Biomecánica, Mioelectrica, metabólica, mecatrónica, neurociencia, actuadores, giroscopio, microprocesador, unidireccional, Wi-Fi, retina.
Introducción
La palabra prótesis proviene del griego: pros (p???) 'por añadidura', 'hacia' the-sis (??s??) 'disposición' [1]. El diccionario de la Real Academia Española adopta como definición:Procedimiento mediante el cual se repara artificialmente la falta de un órgano o parte de el; o como el aparato o dispositivo destinado a esta reparación. [2].
En términos generales una prótesis (dentro del ámbito medico), es una extensión artificial que reemplaza una parte faltante del cuerpo.
Considerando las definiciones citada en el párrafo anterior, podemos definir a una prótesis robótica,como " un elemento artificial dotado de cierta autonomía e inteligencia capaz de realizar una función de una parte faltante del cuerpo ".
Dicha autonomía e inteligencia se logra al integrar sensores, procesadores, actuadores, y complejos algoritmos de control.
De acuerdo a esta definición, las prótesis de uso cosmético quedan completamente excluidas, como por ejemplo los ojos de vidrios, laspiernas de madera, etc.
Existen ejemplos de usos de prótesis en la antigüedad como la mano de acero utilizada por Gotz von Berlichingen (1504 d.C.) [3], o la pierna de Bronce de Capua (300 a.C.) [4], o lo que hasta la fecha es la prótesis hallada mas antigua "el dedo gordo del Cairo", perteneciente a una momia egipcia (entre 1069 a.C. y 664 a.C) [5]. (figura 1).
Figura 1: [1] Primerasprótesis
Si bien, el uso de prótesis es consecuencia de accidentes, cáncer, males formaciones, etc., el factor determinante que ha impulsado el desarrollo de las mismas fue la necesidad de mejorar la calidad de vida de los sobrevivientes de guerras.
El desarrollo de prótesis, involucra la necesidad de fusionar conocimientos de la fisiología y biomecánica humana, mecanizado de materiales yprototípico de mecanismos, interface hombre- maquina.
En este artículo se muestra las prótesis actuales y los desarrollos recientes de prótesis robóticas, por ultimo se presentan algunos argumentos que justifican el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables.
Justificación de la robotización
Las prótesis datan desde 1912, estas prótesis teníanla forma de gancho que podía ser cerrado o abierto encogiendo los hombros y mediante una cuerda que pasaba por la espalda. Después de la segunda guerra mundial, se creo la mano mioelectrica, sin embargo esto no cambio el hecho de que las prótesis eran difíciles de manejar.
Las prótesis de brazo tienen como mucho tres grados de
libertad: se puede abrir y cerrar el gancho, se puede extender yretraer el codo, y con los modelos mas sofisticados se puede rotar la muñeca.
Esto contrasta con un brazo humano que tiene mas de 25 grados de libertad y por lo tanto una mayor destreza, además de la habilidad de determinar si algo esta frio o caliente. Por otro lado, en las prótesis de pierna existen aun algunos problemas, por ejemplo, los amputados que utilizan prótesis mecánicas requierenentre 10-60% mas energía metabólica que las personas tienen el miembro real, dependiendo de la velocidad de caminado, el estado físico de la persona, la causa de la amputación, el nivel de amputación, y las características de la prótesis. Además, los amputados caminan entre 10-40% más lento que las personas intactas
[9]. Tales problemas clínicos son en parte generados por las prótesis...
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