Exoesqueleto bioinspirado ligero para la rehabilitación de la muñeca impulsado por músculos artificiales retorcidos y enrollados
Autores: Greco, Carlo; Weerakkody, Thilina H.; Cichella, Venanzio; Pagnotta, Leonardo; Lamuta, Caterina
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Exoesqueleto bioinspirado ligero para la rehabilitación de la muñeca impulsado por músculos artificiales retorcidos y enrollados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Accidente cerebrovascular
Parálisis cerebral
Lesiones de la médula espinal
Robótica de rehabilitación
Tecnologías portátiles
Rehabilitación de la muñeca
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
El accidente cerebrovascular, la parálisis cerebral y las lesiones de la médula espinal representan las causas más comunes de discapacidad en las extremidades superiores. En los últimos años, la robótica de rehabilitación ha avanzado hacia el desarrollo de tecnologías portátiles para promover la portabilidad de dispositivos de asistencia y permitir la rehabilitación en el hogar de las extremidades superiores. Sin embargo, las tecnologías portátiles actuales dependen principalmente de motores eléctricos y enlaces rígidos o actuadores neumáticos suaves, y suelen ser voluminosas y engorrosas. Para superar las limitaciones de las tecnologías existentes, en este documento se propone un primer prototipo de un exoesqueleto ligero, no conectado a tierra, para la rehabilitación de la muñeca, impulsado por músculos artificiales trenzados y enrollados (TCAMs) basados en fibras de carbono suaves y flexibles. El dispositivo, que pesa solo 0.135 kg, emula la disposición y el mecanismo de funcionamiento de los músculos esqueléticos en las extremidades superiores y es capaz de realizar flexión/extensión de muñeca y desviación ulnar/radial. El rango de movimiento y la fuerza proporcionada por el exoesqueleto se diseñan a través de modelos teóricos cinemáticos y dinámicos simples, mientras que se utiliza un modelo térmico para diseñar un sistema de aislamiento térmico para los TCAMs durante la actuación. También se demuestra la capacidad del dispositivo para realizar ejercicios de rehabilitación de muñeca pasivos y activos resistidos, así como la actuación basada en EMG.
Descripción
El accidente cerebrovascular, la parálisis cerebral y las lesiones de la médula espinal representan las causas más comunes de discapacidad en las extremidades superiores. En los últimos años, la robótica de rehabilitación ha avanzado hacia el desarrollo de tecnologías portátiles para promover la portabilidad de dispositivos de asistencia y permitir la rehabilitación en el hogar de las extremidades superiores. Sin embargo, las tecnologías portátiles actuales dependen principalmente de motores eléctricos y enlaces rígidos o actuadores neumáticos suaves, y suelen ser voluminosas y engorrosas. Para superar las limitaciones de las tecnologías existentes, en este documento se propone un primer prototipo de un exoesqueleto ligero, no conectado a tierra, para la rehabilitación de la muñeca, impulsado por músculos artificiales trenzados y enrollados (TCAMs) basados en fibras de carbono suaves y flexibles. El dispositivo, que pesa solo 0.135 kg, emula la disposición y el mecanismo de funcionamiento de los músculos esqueléticos en las extremidades superiores y es capaz de realizar flexión/extensión de muñeca y desviación ulnar/radial. El rango de movimiento y la fuerza proporcionada por el exoesqueleto se diseñan a través de modelos teóricos cinemáticos y dinámicos simples, mientras que se utiliza un modelo térmico para diseñar un sistema de aislamiento térmico para los TCAMs durante la actuación. También se demuestra la capacidad del dispositivo para realizar ejercicios de rehabilitación de muñeca pasivos y activos resistidos, así como la actuación basada en EMG.