Protesis roboticas

Prótesis Robóticas
Lisandro Puglisi y Héctor Moreno Universidad Politécnica de Madrid, Departamento de Automática, Ingeniería electrónica e Informática Industrial *
Resumen—En este artículo se hace una revisión de las prótesis robóticas. En este trabajo se presentan algunos argumentos que se justifican el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos que existen para crear prótesisfiables y de alto rendimiento que emulen apropiadamente el comportamiento de los miembros que sustituyen. Además se presentan algunos ejemplos de prótesis robóticas exitosas y se finaliza con un resumen del estado actual de las investigaciones realizadas hasta el momento

I. INTRODUCCION a palabra prótesis proviene del griego: prós (πρός) 'por añadidura', 'hacia' thé-sis (θέσις) 'disposición'[1]. El diccionario de la La Real Academia Española adopta como definición: Procedimiento mediante el cual se repara artificialmente la falta de un órgano o parte de él; ó como el aparato o dispositivo destinado a esta reparación. [2]. En términos generales una prótesis (dentro del ámbito médico), es una extensión artificial que reemplaza una parte faltante del cuerpo. Considerando las definicionescitada 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 quedancompletamente excluidas, como por ejemplo los ojos de vidrios, las piernas de madera, etc. El uso de prótesis data de tiempos inmemorables. Existen ejemplos como la mano de acero utilizada por Götz 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). En [6] y [7], se puede encontrar de manera mas detallada la evolución e historia de las prótesis.
*Este artículo ha sido desarrollado como parte de la asignatura Robots de Servicio del Master en Automática y Robótica de la Universidad Politécnica de Madrid.

L

Figura 1: Primeras prótesis. Si bien, el uso de prótesis es consecuencia de accidentes,cancer, 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. Sólo durante la Guerra Civil Norteamericana (1861 - 1865) se practicaron 30000 amputaciones, durante la Segunda Guerra Mundial (1939 -1945) 14782, y durante el actual conflicto con Iraq (desde el 2003 hasta la fecha) sehan reportado hasta agosto del 2008 son 1214 amputados, [6] [7]. Sin embargo, en este último conflicto, la relación de amputados con la cantidad de muertes ocurridos en combate, duplica al ocurrido al resto de todas las guerras y conflictos. El desarrollo de prótesis, involucra la necesidad de fusionar conocimientos de la fisiología y biomecánica humana, mecanizado de materiales y prototipado demecanismos, interfase hombre- máquina. En este artículo se hace una revisión de las prótesis actuales y de los últimos desarrollos de prótesis robóticas. En la siguiente sección se presentan algunos argumentos que justifican el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables.

[9]. Tales problemas clínicos son en parte generados por las prótesisactuales. Las prótesis comerciales actuales comprimen estructuras de resortes que almacenan y liberan energía durante cada periodo de estancia. Debido a su naturaleza pasiva, estas prótesis no pueden generar más energía mecánica que la que es almacenada durante cada paso. Al contrario, el tobillo humano genera trabajo neto positivo y tiene mayor potencia pico durante el periodo de estancia....