Egresado de FIME UV diseñó prototipo de mano mioeléctrica

Claudia Peralta Vázquez

 

Xalapa, Ver., 28 de diciembre de 2018.- Para dar continuidad al proyecto ya realizado al interior de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME) de la Universidad Veracruzana (UV), consistente en una prótesis mecánica de mano, Gustavo Barrios Sierra, egresado de esta entidad académica, concluyó con éxito un nuevo prototipo mioeléctrico.

Gustavo Barrios, creador de esta innovación y egresado de la Licenciatura en Ingeniería Mecánica, dio a conocer que desde hace año y medio inició esta innovación tecnológica que representó un desafío y una meta que deseaba alcanzar.

“Desde un principio quise que mi proyecto de titulación no fuera un examen que implicara aprender algo que después olvidaría, deseaba que tuviera un impacto real, aplicar tangiblemente mis conocimientos adquiridos durante la carrera. Quería mostrar que en la Universidad Veracruzana se pueden hacer cosas novedosas en beneficio de la sociedad”, explicó el universitario.

Es importante mencionar que en diciembre del año pasado fue concluida la primera etapa de este proyecto en el Laboratorio de Investigación en Mecatrónica Aplicada de la FIME-Xalapa, por Luis Enrique Escobar Jiménez, creador de una prótesis mecánica de mano que le fue adaptada a Jacob, un menor de siete años de edad.

El trabajo de Gustavo Barrios inició casi a la par del anterior; sin embargo, lo que hizo fue implementarle una parte electrónica para semi-automatizar la prótesis y así pudiera cerrarse la mano sin necesidad de que el paciente contrajera todo el brazo.

Es decir, el prototipo funciona por medio de señales mioeléctricas que se leen a partir de la electricidad generada por los músculos al moverse.

“Queremos que los pacientes tengan la sensación de que realmente es una parte de ellos, que sea menos invasiva y no se tenga que flexionar todo el brazo para sujetar los objetos, sólo bastará moverlo como si fuera una mano normal.”

Resaltó que este prototipo es similar al anterior; no obstante, le fue modificado el dedo pulgar con el fin de que no se atore y logre tener movimiento al igual que el resto de las extremidades.

Al explicar su funcionamiento, precisó que cuenta con un servomotor igual a un tipo especial de motor que puede girar en una cantidad específica de grados.

Dicho dispositivo es de gran utilidad porque una vez que se interpreta la señal mioeléctrica a través de la placa de circuitos Arduino, ésta se envía al servomotor junto con una instrucción para que gire determinados grados, jale los tendones y cierre la mano.

Señaló que con cada paciente se realiza una prueba inicial para hallar los niveles de activación a partir del movimiento de los músculos. Es similar a una gráfica o a un electrocardiograma.

A través de la computadora y del programa Arduino, se logra percibir la electricidad del movimiento de los músculos al dispararse un pico.

“El programa que se elaboró consiste en interpretarlo, aunque es posible que en una persona sin alguna extremidad no se registre una señal continua debido a que sus músculos puedan estar dañados, por eso este sistema los mide a partir de un promedio”.

Se hacen 10 mediciones y si la mayoría pasa el umbral de activación, cuenta como si estuviera mandando la señal para que la mano se cierre.

En el momento en el que deja de reconocer el movimiento la mano se abre, lo cual sirve para que no se haga tanta fuerza por un periodo de tiempo más largo, añadió.

A propósito de lo anterior, el viernes 7 de septiembre se desarrolló con éxito la prueba de activación de movimiento, en la que participó Jacob, beneficiario de la mano mecánica.

Gustavo Barrios indicó que cada pieza fue igualmente replicada en una impresora 3D, como en el anterior proyecto, con el fin de volver a imprimirlas cada vez que se dañen.

Destacó la aplicación de todos los conocimientos adquiridos durante la carrera, específicamente los que tienen que ver con diseño mecánico y circuitos.

No obstante, su interés principal es optimizarla y “llegar a un punto en el que las prótesis sean completamente accesibles y cómodas para los usuarios, pues aun siendo funcionales siempre hay algo que se puede mejorar en materia de diseño y funcionalidad”.

En tanto, Ervin Jesús Álvarez Sánchez, responsable del Laboratorio de Investigación de Mecatrónica Aplicada de la FIME y coordinador del proyecto, subrayó que la aspiración futura es generar una prótesis inteligente de mayor comunicación y control para el paciente.

Respecto al reciente prototipo, subrayó que éste no hubiera sido posible sin el apoyo de Silvia Cande Zertuche Ortiz y Anahí Ramírez Solano, alumnas de los PE de Ingeniería Mecatrónica e Instrumentación Electrónica, de las regiones Veracruz y Xalapa, respectivamente.

Ambas estudiantes contribuyeron en la programación de Arduino, tanto en la computadora como en la placa de circuitos.

Asimismo, agradeció la colaboración de Manuel Moisés Miranda Velasco, investigador de la Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño de la Universidad Autónoma de Baja California, quien les impartió un curso sobre uso de sensores y adquisición de datos.

Agregó que el costo del modelo mioeléctrico fue superior a los ocho mil pesos, recursos que se obtuvieron de los remanentes de un proyecto de investigación anterior.

El investigador comentó que otras universidades del país sí han tenido avances en esta materia; sin embargo, lo realizado por estudiantes de la UV fue personalizado y adaptado a una persona, en este caso un niño con amputación congénita de mano derecha.

Respecto a lo anterior, puntualizó que más adelante esperan apoyar a más personas en la misma situación, como es el caso de una niña de la misma edad para que pueda hacer uso de su brazo.

Mientras tanto, se enfocan en pulir la parte electrónica y analizar el consumo de baterías empleadas, que por día alcanzaría 11 horas aproximadamente para alimentar el motor. También queda validar el aspecto biomédico y de rehabilitación.

Como resultado de este trabajo y con el fin de optimizarlo, se mantiene contacto con Agustín Gallardo del Ángel y Antonio Marín Hernández, investigadores de la Facultad de Instrumentación Electrónica y Ciencias Atmosféricas y del  Centro de Investigación en Inteligencia Artificial, respectivamente.