Diseño de un guante robot con sujeción sensible de objetos

El guante robot es suave y ligero, ayuda a sujetar mejor objetos de forma independiente

Habiendo alcanzado los resultados planeados en la fase de prototipos experimentales de conceptos, el guante robot podría algún día ayudar a personas que sufren de la motricidad de la mano y retomar de nuevo el control y su independencia, el dispositivo está bajo el desarrollo de Conor Walsh y su equipo de ingenieros de la escuela de ingeniería y ciencias de John A. Paulson School (SEAS) en Harvard y el Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.

Soft Robotic Glove

 

La mayoría de los pacientes tienen pérdida total o parcial de las habilidades de sus manos debido a distrofia muscular entre otras enfermedades, los pacientes reportan una reducción en la calidad de vida debido a su inhabilitación al realizar actividades en su vida. La rutina diaria asume la actividad normal del cuerpo, abrocharse la camisa, tomar el teléfono, cocinar, usar utensilios, se vuelve frustrante el no poder interactuar con ello debido a esta limitación.

 

El escenario esta puesto para dar respuesta a este escenario y hacer el cambio,  gracias a la experiencia de Walsh en sistemas robóticos aplicados a guantes de vestir y a sus desarrollos tecnológicos. El mejoramiento holístico asegura que, el desarrollo de la tecnología vaya más allá de simple funcionalidad, a incorporar  elementos sociales y de psicología  en el diseño que promuevan una adopción transparente por el usuario.

 

 

“Desde el inicio del proyecto nos hemos enfocado en entender los retos del mundo real, enfrentando a pacientes visitándolos en sus casas para ver cómo se desempeñan”, comenta Walsh, un profesor asistente del área mecánica y biomédica de ingeniería , fundador del Harvard Biodesign Lab en el SEAS, miembro clave de la facultad  en el Instituto Wyss. Un equipo de estudiantes contribuye en el diseño del guante como parte de su ES227 Curso de dispositivos médicos.

 

Panagiotis Polygerinos y Kevin Galloway ingenieros mecánicos miembros del Wyss Technology Development, reciben retroalimentación de los pacientes en etapas tempranas  del desarrollo para maximizar el potencial de translación del guante. “Últimamente los pacientes se sienten confortables con el guante” comenta Galloway, “además de las funciones hemos encontrado, la gente se preocupa por su apariencia, lo que impacta en que este debe ser pensado como parte de su rutina de vestir diario”.

 

El equipo natural de Walsh adapto el mecanismo para hacer el guante más confortable y natural para vestir. Se han hecho muchas iteraciones de diseño, probando el movimiento de los  actuadores para que la fuerza se distribuya en los dedos. El resultado para lograr suavidad ha sido colocar actuadores en multi segmentos hechos de composición tubular de fibras Kevlar y silicon elastómero, para soportar el rango de movimientos de los dedos humanos. El sistema de control del guante es portable y ligero y puede ser usado en el cinto de vestir o en alguna silla de ruedas.

 

Hoy el equipo está trabajando en mejorar la estrategia de control que permite que el sistema detecte la intención del portador de guante. Una solución potencial es elevar la electromiografía de la superficie usando pequeños sensores eléctricos que se puedan colocar en el brazo. Los sensores de electromiografía, detectan las señales residuales de los músculos activadas por las neuronas motoras, cuando el paciente intenta un movimiento y puede usarlo para dirigir el guante.

 

Continuamos probando el diseño del guante robot en pacientes, para hacerlo más personalizable a patologías específicas para cada individuo, entendiendo que estrategia de control funciona mejor, pero a este día, ya hemos visto muchos resultados comenta Walsh, hoy el objetivo es refinar el sistema para comenzar a probar con múltiples pacientes al final de este año.

 

Walsh y su equipo ha sido ayudado por los profesores de Harvard, George Whitesides y Ann A. Flowers, y de Robert Wood y Charles River también miembros de la facultad en Wyss.

 

El diseño del robot fue publicado como paper en el Robotics and Autonomous Systems Journal y el equipo presento una lectura en el International Conference on Robotics and Automation, en Agosto el equipo presenta el tema en International Conference on Robotics Research en Singapur. Más adelante el equipo busca desarrollar el guante robot para rehabilitación de varias patologías de mano, codo y hombro, extendiendo así el sistema de control asociado.

 


Fuente: Kat J. McAlpine, Wyss Institute Communications Harvard gazette

 

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