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Inventores y Creadores
Inventores y Creadores, 2019-1b
Prótesis electromecánica de mano y muñeca controlado con señales biométricas

Elizabeth Faya Rendón; Wilber Rony Bejar Quispe

Objetivo

Desarrollar un prototipo de aplicación (producto o servicio) marcadamente personal (individual) o grupal e innovador obtenidos mediante un proceso de investigación, creación que sean sujetos al registro de Propiedad Intelectual, que presente beneficios o ventajas competitivas a favor de la Región Arequipa

Resumen:

El presente proyecto busca implementar una prótesis de mano y muñeca controlada con señales biométricas (señales adquiridas del cuerpo) que permite que una persona con discapacidad en una extremidad superior pueda realizar movimiento de la prótesis mediante señales biométricas que básicamente son señales que provienen del cuerpo humano entre ellas electromiografícas (señales eléctricas musculares) una de las cuales es usada en estos tiempos. El movimiento de las falanges se realizará mediante un sistema de control realimentado por sensores que permitan determinar la presión ejercida por las falanges. El movimiento en las articulaciones se realizará mediante motores de pequeño tamaño para optimizar el espacio disponible y evitar que la prótesis tenga demasiado peso. El dispositivo también contara con el movimiento que imita el de la muñeca de las manos; esto permitirá hacer movimientos mas naturales al portador de la prótesis. En este punto también se considera el uso de 5 dedos para la prótesis para tener el uso de movimientos específicos que solo se logran con el uso de estos. También se considera la complementación de un electromiógrafo con las siguientes características: una etapa de traducción con electrodos, una etapa de amplificación con OPAM (Amplificadores operacionales) de instrumentación, dos etapas de filtrado (Filtros pasa altos y pasa bajos) y también una etapa de rectificación para señales pequeñas a fin de realizar la adquisición de las secuencias de patrones musculares.

Palabras clave

Prótesis mecánica, biometrico, EMG, UNSA, AREQUIPA

Problema central

El tema de prótesis humanas es un problema que yace de mucho tiempo atrás. Los miembros del cuerpo humano son muy susceptibles de sufrir daño o lesión de diversa índole que de ser el caso da la necesidad de ser reemplazada por una prótesis. Los miembros superiores y en especial los dedos de la mano al estar en contacto con la tarea ya sea de carácter doméstico o laboral son las más susceptibles de sufrir una lesión que lleve a una pérdida de los mismos y la necesidad de ser reemplazado por una prótesis que cumpla con los requisitos de ser funcional y estética. Las prótesis que existen en el mercado nos brindan baja movilidad lo cual no resulta beneficioso para los usuarios, ademas de carecer de movimientos como son los de la muñeca, usualmente las prótesis comerciales suplen una o dos funciones primordiales de movimiento y sujeción lo cual conlleva a una baja en la calidad de vida de los usuarios. Existen protesis en el mercado que suplen algunos de estos defectos pero el costo de estas es muy elevado pudiendo llegar a más de S/. 25,000.00 soles en algunos casos siendo esto un problema mayor puesto que muy pocas personas pueden acceder a este tipo de prótesis. A lo anterior se suma que las prótesis comerciales generalmente son solamente mecánicas es decir que no tienen componentes eléctricos o electrónicos para mejorar el funcionamiento de estas prótesis debido a esto la cantidad de opciones para un usuario de prótesis es limitada y costosa.

Hipótesis planteada

Este proyecto lograra un menor costo de producción de prótesis de brazo robótico logrando que más personas tengan acceso a esto. Se puede lograr mayo movilidad en las prótesis para tener movimientos aun mas parecidos a los reales. Se proyecta que la protesis tenga un movimiento que pocas prótesis mecánicas que es el movimiento de muñeca. Esto se logra con un mecanismo especial para optimizar el consumo de energia. Usar señales EMG y procesarlas para tener mejor control electrónico del mecanismo. Las señales son obtenidas del usuario , del antebraso para lograr una adaptación al dispositivo mas simple, para esto se procede a entrenar el dispositivo y al usuario puesto que las señales que se obtienen son variadas.

Resultados esperados

Prótesis electromecánica de mano y muñeca, esto dará mayor movilidad a la prótesis para que no solo tenga estética sino que ademas tenga mejor uso y funcionalidad es decir al implementar el movimiento de muñeca en una prótesis de mano se logra mejores posturas de la prótesis logrando dar mayor movimiento.
Se espera tener un control adecuado de los movimientos de la prótesis usando señales biometricas, esto mejora bastante el uso de la prótesis por que se podrá entrenar a los usuarios para poder mover la prótesis con impulsos mioelectricos o señales obtenidas del cuerpo.
Al lograr implementar todas estas características conllevara a una disminución de costos en las prótesis puesto que existirá en el mercado una prótesis con mayores prestaciones y funcionalidades.
Se espera que mayor numero de personas tengan acceso a prótesis de mayor funcionalidad y mejor estética para mejorar su calidad de vida.

Todo esto también nos permitirá los siguientes resultados:

01 Solicitud de PI (patente industrial, modelo de utilidad, diseño industrial, derecho de autor / OBTENTOR, registro de marca o varietal)
01 Un nuevo producto desarrollado con valor agregado para el mercado

Impactos esperados

Impacto ambiental: los componentes usados tiene poco impacto ambiental puesto que estos pueden ser reciclados una vez descartada la protesis.

Impacto social: se proyecta un alto impacto social debido a una mejor calidad de vida en los usuarios de la protesis, teniendo una mayor posibilidad de adaptacion y uso de la prótesis.

Impacto económico: en esta parte al disminuir costos con respecto a otras prótesis halladas en el mercado y dando mayores funcionalidades al prototipo final se logra que mayor cantidad de gente acceda a este dispositivo.
Mejora en calidad de vida en personas con carencias de miembros superiores.
Mayor acceso a las prótesis de miembro superior para personas discapacitadas.

Impacto científico: puesto que se están usando diferentes tecnologías como son los sensores de posición y el procesamiento de señales en sistemas embebidos es una nueva aplicación de tecnologías desarrolladas. Con la prótesis se implementa un nuevo metodo de adquisicion de datos y de procesamiento de datos para señales bioelectricas. Generando producción científica en aplicación de tecnología.