Análisis de confort durante la transferencia por un robot de cuidado de doble brazo basado en la presión del cuerpo humano y las señales electromiográficas de superficie
Autores: Guan, Qifei; Yang, Zhiqiang; Lu, Hao; Guo, Shijie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de confort durante la transferencia por un robot de cuidado de doble brazo basado en la presión del cuerpo humano y las señales electromiográficas de superficie
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Cuidado de personas mayores
Movilidad
Robots de asistencia
Modelo biomecánico
Evaluación de confort
Datos en tiempo real
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El cuidado de ancianos en el hogar enfrenta un desafío crucial en cuanto a la movilidad entre dispositivos de asistencia esenciales, para lo cual los robots de cuidado de doble brazo presentan una solución viable. Sin embargo, garantizar la comodidad humana en las interacciones humano-robot requiere estándares cuantificables. Actualmente, el campo carece de soluciones precisas de modelos biomecánicos y evaluaciones objetivas de comodidad. En respuesta a esta necesidad, este estudio propone un método para resolver modelos estáticos humano-robot basados en información de presión y posición en tiempo real. Empleando el sistema de captura de movimiento Optitrack y sensores de presión Tekscan, recopilamos datos de posición y presión en tiempo real. Esta información se incorpora luego en nuestro modelo estático humano-robot, facilitando el cálculo instantáneo de fuerzas y momentos dentro del plano sagital del cuerpo humano. Basándonos en esto, se lleva a cabo una revisión exhaustiva de la literatura de investigación y meticulosas encuestas con cuestionarios para establecer una función de evaluación de comodidad integral. Para validar esta función, se realizan experimentos para permitir la evaluación en tiempo real de los niveles de comodidad experimentados durante el proceso de transferencia del cuerpo humano. Además, se utilizan sensores de electromiografía de superficie Noraxon (sEMG) para capturar señales sEMG en tiempo real de los músculos erectores de la columna, aductores y cuadrado lumbar, proporcionando así una validación objetiva para la función de evaluación de comodidad. Los hallazgos experimentales demuestran que la metodología propuesta para evaluar la comodidad logra una tasa de precisión del 85.1%.
Descripción
El cuidado de ancianos en el hogar enfrenta un desafío crucial en cuanto a la movilidad entre dispositivos de asistencia esenciales, para lo cual los robots de cuidado de doble brazo presentan una solución viable. Sin embargo, garantizar la comodidad humana en las interacciones humano-robot requiere estándares cuantificables. Actualmente, el campo carece de soluciones precisas de modelos biomecánicos y evaluaciones objetivas de comodidad. En respuesta a esta necesidad, este estudio propone un método para resolver modelos estáticos humano-robot basados en información de presión y posición en tiempo real. Empleando el sistema de captura de movimiento Optitrack y sensores de presión Tekscan, recopilamos datos de posición y presión en tiempo real. Esta información se incorpora luego en nuestro modelo estático humano-robot, facilitando el cálculo instantáneo de fuerzas y momentos dentro del plano sagital del cuerpo humano. Basándonos en esto, se lleva a cabo una revisión exhaustiva de la literatura de investigación y meticulosas encuestas con cuestionarios para establecer una función de evaluación de comodidad integral. Para validar esta función, se realizan experimentos para permitir la evaluación en tiempo real de los niveles de comodidad experimentados durante el proceso de transferencia del cuerpo humano. Además, se utilizan sensores de electromiografía de superficie Noraxon (sEMG) para capturar señales sEMG en tiempo real de los músculos erectores de la columna, aductores y cuadrado lumbar, proporcionando así una validación objetiva para la función de evaluación de comodidad. Los hallazgos experimentales demuestran que la metodología propuesta para evaluar la comodidad logra una tasa de precisión del 85.1%.