Prótesis biomecatrónicas y exoesqueletos “made in Cuenca”

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Prótesis biomecatrónicas
César Saquicela (I), Santiago Feicán, Ronny Tituana, John Calle, Santiago Tenesaca y Fernando Urgilés, en los laboratorios de la UPS.

Innovadores, solidarios, exigentes, informados, “open mind”, rebeldes, críticos y curiosos, son algunas características de los Millennials, según el artículo “Generación Millennials: características y estrategias”.
Un claro ejemplo de dicha generación -nacida entre 1980 y 2000-, son los alumnos de la carrera de Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Politécnica Salesiana (UPS), quienes guiados por sus profesores realizan aportes científicos y tecnológicos a favor de la humanidad.
John Calle, profesor titular de esta casa de estudios superiores y editor de la revista científica “Ingenius”, menciona que la ingeniería mecatrónica nace en la UPS desde hace cinco años, con una propuesta curricular en función a las necesidades básicas de la industria hacia los procesos de automatización y la bioingeniería concebida para el desarrollo de ortesis y prótesis.
Partiendo de estos conceptos se crean algunos proyectos emblemáticos en los laboratorios del “alma mater” salesiana, en donde se pone a prueba los conocimientos y la creatividad de los universitarios.
“Los grupos de investigación generan proyectos y éstos son desarrollados por un director de investigación, acompañado de estudiantes de diferentes carreras, pues nada sería posible sin la “sinergia” entre las diferentes profesiones: mecánica, eléctrica, electrónica, sistemas, biomedicina, medicina”, reconoce Calle, quien dirige varias propuestas junto a sus colegas Fernando Urgilés, Luis Serpa y otros expertos.
En este contexto, elaboran proyectos que buscan mejorar la calidad de vida de las personas con discapacidad física como la creación de una “Prótesis biomecatrónica de mano”, que se encuentra en la tercera fase; consiste en la colocación de un sensor de proximidad y de un brazalete “myo” para controlar los movimientos y diferentes agarres.
El sistema de control incluye tres tipos: uno mediante código morse y los otros dos con señales electromiográficas, a través de los músculos.
“Necesitamos hacer una comparación para conocer cuál (tecnología) es la más eficiente en función de la respuesta que se pueda obtener para el movimiento de la prótesis… No se realiza una integración agresiva, el paciente no sufre ninguna alteración de sus miembros, algo importante en la parte ética”, sostiene Calle, quien agrega que se encuentran en el desarrollo de un Comité de Bioética.
Los estudiantes Ronny Tituana y Santiago Tenesaca, ambos de 23 años, impulsan la prótesis biomecatrónica de mano. “Nuestro proyecto consta de algunas fases, la primera se trabajó con medidas antropométricas específicas, tomadas a un adolescente que sufrió la amputación de su mano derecha por manipular un petardo y se integró todas las partes mecánicas como la mano y la muñeca”, explica Tituana.
El trabajo concluirá en los próximos seis meses. “Esperamos terminarlo en el plazo establecido para poder ayudar a que muchas personas realicen tareas que quizás antes no podían hacer”, concluye Tituana.

Exoesqueleto

Otro de los emblemáticos proyectos que se encuentra en pleno desarrollo es el “Exoesqueleto”, diseñado especialmente para la rehabilitación de cadera, rodillas, tobillos, y para personas que pasan mucho tiempo de pie o realizan actividades repetitivas durante sus jornadas laborales.
El mecanismo tiene tres movimientos específicos: dos asistidos por motores para la cadera y la rodilla, y otro que tiene componentes de movilidad mecánicos con tres grados de libertad, integrados en el tobillo.
El dispositivo externo también busca disminuir la fatiga, por tal motivo se realizó un diseño y una simulación adaptada a las necesidades de los cuencanos, previo estudios de algunos parámetros, como estaturas promedio y la caracterización de la marcha o caminata.
Si esta propuesta parece innovadora, la siguiente fase es más ambiciosa, pues tiene como objetivo desarrollar un exoesqueleto que permita ayudar a caminar a personas con discapacidad física, siempre bajo los lineamientos del Comité de Bioética.
Santiago Feicán (23 años) y César Saquicela (25 años), participan activamente en este proyecto. Saquicela asegura que “al tratarse de una institución salesiana, cada proyecto busca mejorar la calidad de vida de las personas, encontrando soluciones al alcance económico y tecnológico de nuestra sociedad”.
La idea -prosigue el universitario- se inspiró en la gente que desarrolla labores de pie y sufre lesiones. “El exoesqueleto tiene la posibilidad de mejorar las condiciones en el trabajo diario y evitar complicaciones en la salud para que puedan disfrutar de una vejez tranquila”.
Saquicela confiesa que estar involucrado en este tipo de proyectos supera cualquier sensación que haya experimentado. “Nuestra carrera también nos permite desarrollar automatizaciones para mejorar la producción en las empresas, algo novedoso, pero no se compara con el hecho de fabricar y poner una prótesis de mano a un niño o ver la sonrisa de una persona que no podía caminar y puede ponerse de pie nuevamente”.
“Espero que la ciudadanía conozca que hay instituciones como la Universidad Politécnica Salesiana que están siempre abiertas a apoyar las nuevas ideas, a veces hay gente muy capaz en nuestro medio, pero lastimosamente, por cuestiones económicas, se ven truncado sus sueños; así que, si tienen alguna idea, acérquense, que aquí serán muy bien recibidos”, comenta Saquicela.

Brazo robótico

Luis Serpa, director del proyecto; Ronald Pucha y John Romero, tesistas de la carrera de Mecatrónica, y Daniel Proaño, ayudante de investigación. Cortesía

Luis Serpa, joven profesor de la UPS, está consciente que el rechazo a las prótesis robóticas de brazo es alto a nivel mundial (60 a 80%), prefiriendo en muchos casos las prótesis estéticas o, simplemente, evitando usar un dispositivo protésico.
Con estos antecedentes, el Grupo de Investigación en Ingeniería Biomédica de la UPS desarrolla una prótesis de brazo que busca cubrir las falencias principales detectadas en los dispositivos ya existentes, como son los movimientos robotizados, excesivo peso y gran dificultad en el manejo de las mismas.
Incorporando un diseño similar a la estructura del cuerpo humano, dispositivos electrónicos de punta, como System on a Chip y FPGA, así como técnicas novedosas de control, integrando inteligencia artificial y procesamiento digital de señales, buscan emular el movimiento natural de un brazo humano.
Serpa sostiene que así se intenta conseguir que las personas con amputaciones en sus brazos puedan recuperar su autonomía y vuelvan a realizar las actividades de la vida diaria, “teniendo a su disposición un dispositivo eficaz, que no se sienta como un cuerpo extraño, ligero y de fácil uso.

Texto: José Mosquera Baca

@jmosquera1982

Fotos: Xavier Caivinagua