Investigadores del ai2 implementan un robot de rehabilitación de tobillo y rodilla para personalizar los tratamientos

Publicado el 1 octubre, 2018

 

Investigadores del Instituto ai2, en colaboración con el Instituto de Biomecánica de Valencia y el Centro de Investigación de Ingeniería Mecánica de la UPV, están trabajando en el desarrollo de un robot paralelo de rehabilitación de tobillo y rodilla que permitirá personalizar los tratamientos adaptándose a las características físicas del paciente y a su evolución.

En el proyecto imbio3R (Integración de modelos biomecánicos en el desarrollo y operación de robots rehabilitadores reconfigurables), financiado por el Plan Nacional del Ministerio de Economía, Industria e Innovación, participan también investigadores de la Universidad de Valencia, la Universidad de Navarra, la Universidad de los Andes (Venezuela) y la Birzeit University (Palestina).

El robot paralelo diseñado por los investigadores (compuesto por una plataforma fija y una móvil unidas por piernas simétricas) continúa la estela de un proyecto previo del mismo equipo, mejorando las prestaciones del robot inicial, ya que además de tener aplicación para el tratamiento de tobillo, puede aplicarse para el tratamiento de rodilla y cuenta con cuatro grados de libertad de movimiento (uno más que su predecesor). Ángel Valera, investigador del Área de Robótica del Instituto ai2, explica que “no solo se está trabajando en mejorar la estructura mecánica del anterior robot, sino en implementar un nuevo conjunto de algoritmos de control, más precisos, que respondan a los requisitos de fuerza y posición que se requieren para los tratamientos”.

El proyecto anterior ya dio lugar al desarrollo de controladores híbridos que permitían especificar al robot referencias tanto de movimiento como de fuerza. Con el proyecto actual, el reto es mejorar la precisión de dichos algoritmos para que el robot ejerza las fuerzas y el grado de movimiento específicos que se necesitan en cada momento del tratamiento clínico y con cada paciente. Para ello, el equipo trabajará primero con un modelo biomecánico de la pierna.

Una vez desarrollados los algoritmos de control, y en colaboración con expertos de la Facultad de Fisioterapia de la Universidad de Valencia, se generarán las trayectorias necesarias para los ejercicios de rehabilitación y, finalmente, estudios con personas sanas y con pacientes reales, con el fin de valorar el grado de eficacia del desarrollo.

El objetivo final es que el robot se adapte a las diferentes etapas del proceso de rehabilitación, sea energéticamente eficiente y responda a las características de seguridad y monitorización de las acciones deseadas, adaptándose a los distintos tipos de pacientes y al modo de trabajo del personal clínico.

Queremos que el desarrollo final sea un sistema híbrido de sensores de control y sensores biomédicos, que además de controlar las fuerzas y las posiciones, recojan durante el tratamiento datos como niveles de dolor, sudoración, presión muscular, etc., útiles para que el personal clínico personalice al máximo los tratamientos”, explica Valera.

El proyecto tiene una duración de tres años. Por parte del Instituto ai2, además de Ángel Valera, encargado de la parte de control de movimiento del robot, participan en el imbio3R Marina Vallés, responsable de la parte de programación; y Enrique J. Bernabeu, encargado de la parte de trabajo relacionada con las trayectorias. En la imagen, los tres investigadores.


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