analisis biomecanico

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID

TESIS DOCTORAL
Sistema Robótico Multimodal para Análisis y
Estudios en Biomecánica, Movimiento Humano
y Control Neuromotor

Autor
ANDRÉS FELIPE RUÍZ OLAYA

Directores
JOSÉ LUIS PONS ROVIRA, Ph.D.
ARTURO FORNER CORDERO, Ph.D.
CARLOS BALAGUER BERNALDO DE QUIRÓS, Ph.D.

DEPARTAMENTO
Ingeniería de Sistemas y Automática

Leganés, Octubre de 2008Tesis Doctoral
Sistema Robótico Multimodal para Análisis y
Estudios en Biomecánica, Movimiento Humano
y Control Neuromotor

Autor:

Andrés Felipe Ruíz Olaya

Directores:

D. José Luis Pons Rovira, Ph.D.
D. Arturo Forner Cordero, Ph.D.
D. Carlos Balaguer Bernaldo de Quirós, Ph.D.

Firma del Tribunal Calicador:
Nombre y apellidos

Firma

Presidente:
Vocal:
Vocal:
Vocal:Secretario:
Calicación:

Leganés,

de

de 2008

A mis padres. . .
A mis hermanos. . .
A los que han creído en mí. . .

Muere lentamente. . .
Muere lentamente quien no viaja, quien no
lee, quien no escucha música, quien no halla
encanto en sí mismo.
Muere lentamente quien destruye su amor
propio; quien no se deja ayudar.
Muere lentamente quien se transforma en esclavo delhábito, repitiendo todos los días los
mismos senderos; quien no cambia de rutina,
no se arriesga a vestir un nuevo color o no
conversa con quien desconoce.
Muere lentamente quien evita una pasión y su
remolino de emociones; aquellas que rescatan
el brillo de los ojos y los corazones decaídos.
Muere lentamente quien no cambia la vida
cuando está insatisfecho con su trabajo, o
su amor; quien noarriesga lo seguro por lo
incierto para ir tras de un sueño; quien no se
permite, por lo menos una vez en la vida, huir
de los consejos sensatos...
Pablo Neruda.

v

vi

Agradecimientos

El autor expresa sus agradecimientos a:

José Luis Pons R. y Arturo Forner-Cordero, por su colaboración, dedicación y
aportes en el desarrollo de la tesis. Así mismo, por el trabajo conjunto en laspublicaciones derivadas de la tesis.

Carlos Balaguer, por las tutorías y sus atinados consejos, en el marco del presente trabajo.

Eduardo Rocón, por quien sin su ayuda esta tesis no existiría. Además, por los
inverosímiles momentos que compartimos a lo largo de estos años.

Al Instituto de Automática Industrial por darme la posibilidad de realizar el
trabajo en sus instalaciones, porproporcionarme los medios que necesité, a su comunidad en general y a todas las personas que me acompañaron en la culminación
de este trabajo doctoral.

A la Universidad Carlos III de Madrid, por la formación académica e investigativa que recibí.

vii

Agradecimientos

viii

A la Universidad del Valle en Colombia, donde me formé como ingeniero, de la
que guardo gratos momentos, y dondeobtuve la oportunidad hace algunos años de
venir a Madrid.
A mis compañeros, amigos, colegas, conocidos, que han estado creciendo tanto
personal como profesionalmente junto a mí, y que hacen mas ameno el día a día.

En Madrid, octubre de 2008.

Resumen

Actualmente existe una emergente necesidad en disponer de sistemas y plataformas que potencien estudios en diferentes ámbitos deinvestigación, que permitan
establecer y congurar una serie de experimentos para explorar en aspectos relativos
al movimiento humano, de control neuromotor o al análisis biomecánico, entre otros.

La presente tesis doctoral abarca tres vertientes: cientíca, tecnológica y experimental. La componente tecnológica se reere a la implementación física de una
plataforma robótica multimodal para análisisneuromotor. La componente cientíca
está centrada en el modelado de la dinámica de las articulaciones humanas (especícamente el codo) y con la relación de dicha dinámica (en términos de viscoelasticidad) con la información EMG del grupo muscular asociado a la articulación.
Finalmente, la componente experimental se centra en la elaboración de un protocolo
y la realización de una serie de...