Control predictivo para el seguimiento de trayectorias en un exoesqueleto de asistencia en la rehabilitación de movilidad articular en la mano

Abstract

Un accidente cerebrovascular (ACV) puede causar un significativo daño neurológico, afectando al paciente en la pérdida de la función motora de sus manos. La demanda de terapias de rehabilitación son fundamentales, creando una ventana de oportunidades para nuevos dispositivos que asistan en el proceso de rehabilitación. Los dispositivos de rehabilitación para la mano han sido diseñados para proveer terapias de rehabilitación, permitiendo acelerar el progreso al garantizar un trabajo intenso, repetitivo y altamente confiable, a partir del control de movimiento y un constante monitoreo de la condición del paciente.

En este documento, se propone el uso de un exoesqueleto robótico para asistir las terapias de rehabilitación de la mano, por medio de un sistema de identificación de gestos y un control predictivo.

El trabajo está dividido de la siguiente manera: i) revisión del estado del arte en los ámbitos más relevantes que conciernen al proyecto de investigación, tales como: la anatomía de la mano, adquisición y procesamiento de señales mioeléctricas, sistemas de rehabilitación y controladores. ii) adquisición y procesamiento de señales de electromiografía, donde se utilizan algoritmos de aprendizaje de máquina para identificar el gesto realizado por un usuario, a partir del análisis y procesamiento de las señales musculares obtenidas de sensores de electromiografía. iii) desarrollo de la estrategia de control predictiva. Se obtiene el modelo del actuador, al cual se le aplica el control con los parámetros sintonizados para el seguimiento de trayectorias preestablecidas. iv) estructura mecánica del exoesqueleto. Partiendo de un diseño previo, se realiza un análisis de estrés mecánico para identificar posibles fallas por concentración de esfuerzos y se corrigen al rediseñar la estructura.

Al final del documento se encuentran las conclusiones y trabajo futuro que se pueden identificar de los resultados obtenidos del trabajo presente.