Una revisión completa de los desafíos de control y métodos en robots de rehabilitación de extremidades superiores con efector final
Autores: Mahfouz, Dalia M.; Shehata, Omar M.; Morgan, Elsayed I.; Arrichiello, Filippo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Una revisión completa de los desafíos de control y métodos en robots de rehabilitación de extremidades superiores con efector final
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Rehabilitación asistida por robots
Trastornos de las extremidades superiores
Robots exoesqueleto
Robots de extremo de herramienta
Métodos de control
Entrenamiento de rehabilitación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
En las últimas décadas, ha habido un número creciente de pacientes humanos que sufren trastornos en las extremidades superiores que limitan sus habilidades motoras. Una de las posibles soluciones que ha ganado un amplio interés en la investigación es el desarrollo de configuraciones de entrenamiento de rehabilitación asistidas por robots, que incluyen robots de extremo efector o exoesqueletos, los cuales han mostrado varias ventajas en comparación con la terapia de rehabilitación manual tradicional. Uno de los principales desafíos de estos sistemas es controlar el movimiento del robot para seguir una trayectoria de entrenamiento de rehabilitación deseable, mientras se ve afectado por fuerzas humanas voluntarias o involuntarias, dependiendo del estado de recuperación del paciente. Varios estudios anteriores se han centrado en sistemas robóticos de exoesqueleto, enfocándose en su estructura, características clínicas y métodos de control, con una revisión limitada sobre sistemas de rehabilitación robótica basados en extremo efector. En este sentido, este artículo proporciona una visión general de los dispositivos robóticos de extremo efector más comunes utilizados para la rehabilitación de las extremidades superiores, describiendo su estructura mecánica, características, aplicación clínica, comercialización, ventajas y desventajas. Además, se presenta una revisión exhaustiva sobre los posibles métodos de control aplicados a la explotación de la rehabilitación con extremo efector. Estos métodos de control se categorizan como convencionales, robustos, inteligentes y, lo más importante, controladores adaptativos implementados para servir a diversos modos de control de rehabilitación, abordando su desarrollo, implementación, hallazgos y posibles inconvenientes.
Descripción
En las últimas décadas, ha habido un número creciente de pacientes humanos que sufren trastornos en las extremidades superiores que limitan sus habilidades motoras. Una de las posibles soluciones que ha ganado un amplio interés en la investigación es el desarrollo de configuraciones de entrenamiento de rehabilitación asistidas por robots, que incluyen robots de extremo efector o exoesqueletos, los cuales han mostrado varias ventajas en comparación con la terapia de rehabilitación manual tradicional. Uno de los principales desafíos de estos sistemas es controlar el movimiento del robot para seguir una trayectoria de entrenamiento de rehabilitación deseable, mientras se ve afectado por fuerzas humanas voluntarias o involuntarias, dependiendo del estado de recuperación del paciente. Varios estudios anteriores se han centrado en sistemas robóticos de exoesqueleto, enfocándose en su estructura, características clínicas y métodos de control, con una revisión limitada sobre sistemas de rehabilitación robótica basados en extremo efector. En este sentido, este artículo proporciona una visión general de los dispositivos robóticos de extremo efector más comunes utilizados para la rehabilitación de las extremidades superiores, describiendo su estructura mecánica, características, aplicación clínica, comercialización, ventajas y desventajas. Además, se presenta una revisión exhaustiva sobre los posibles métodos de control aplicados a la explotación de la rehabilitación con extremo efector. Estos métodos de control se categorizan como convencionales, robustos, inteligentes y, lo más importante, controladores adaptativos implementados para servir a diversos modos de control de rehabilitación, abordando su desarrollo, implementación, hallazgos y posibles inconvenientes.