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Egresados del IPN desarrollan exoesqueleto

Egresados del Instituto Politécnico Nacional (IPN) desarrollaron un exoesqueleto en apoyo a las personas con problemas motrices causados por alguna enfermedad o como consecuencia de la edad. La principal aportación del dispositivo, es que evita el esfuerzo sobre las piernas y facilita el traslado.

Emmanuel Jiménez Vázquez e Irving Omar Cázares Ramírez, egresados de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA) del IPN, son los creadores de este dispositivo, el cual por su aportación y beneficio obtuvo el tercer lugar en el área de Ingeniería y Física y Matemáticas del nivel superior en el Primer Encuentro Temático POLIEMPRENDE 2012, organizado por el Centro de Incubación de Empresas de Base Tecnológica (POLINCUBA).

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Los jóvenes politécnicos mencionaron que se trata de una tecnología que ya existe en países avanzados, pero tiene un costo de alrededor de 250 mil pesos. Por ello, su proyecto lo desarrollaron tomando en cuenta las medidas antropométricas de los mexicanos y tendrá un costo de 35 mil pesos.

Indicaron que la función básica del exoesqueleto es dar apoyo y evitar esfuerzo sobre las piernas, por lo que contribuye a mejorar la calidad de vida de personas con enfermedades que generen distrofia o debilidad muscular, con lesiones o que tengan una marcha incorrecta.

Explicaron que el dispositivo funciona con una batería de 12 volts y está provisto de una serie de sensores de presión, aceleración y posición, que indican la postura en la que se encuentra el paciente y ,con base en ello, el sistema de control permite el movimiento hacia un ciclo definido de marcha.

Jiménez Vázquez y Cázares Ramírez refirieron que la estructura la diseñaron con aluminio, debido a que es un material de fácil maquinado y su costo es accesible. La estructura tiene un peso aproximado de 6 kilos, sin contar el peso de los motores y fue diseñada para personas con estaturas entre 1.50 y 1.70 metros y con un peso hasta de 100 kilos.

Mencionaron que para hacer el ajuste y el diseño mecánico de los grados de libertad de la marcha de una persona se basaron en las medidas antropométricas de un individuo, de modo que posee los movimientos de cada articulación como la flexión y la extensión.

Los alumnos de la maestría en Mecánica con especialidad en Biomecánica, señalaron que mediante un sistema de visión obtuvieron la mecánica de la marcha y determinaron una ecuación para describir los movimientos desde el plano sagital y con esa información desarrollaron el sistema de control para el robot.

Puntualizaron que para extraer los movimientos con el sistema de visión, una persona se colocó marcas reflectivas en los puntos estratégicos que deseaban medir y por medio de una cámara digital obtuvieron un video, y a partir de éste se obtuvieron vectores que les permitieron analizar matemáticamente el movimiento y la relación de ángulos y velocidades entre cada elemento.

Los politécnicos precisaron que el exoesqueleto se ajusta a las piernas dependiendo de la estatura del usuario y en la cintura tiene un soporte, elaborado con un molde de fibra de vidrio, diseñado a la medida de cada paciente y se sujeta mediante arneses.

El exoesqueleto también cuenta con sujetadores de fibra de vidrio a la altura de la mitad de los muslos y a la altura de la mitad de la tibia, así como con arneses a la altura de los pies para sujetarlos y para que la fuerza y el peso se transmita directamente al piso, a fin de que el paciente no realice ningún esfuerzo. En la parte inferior contiene los sensores, los motores y un micro controlador.

Para colocarse el exoesqueleto el usuario requiere del apoyo de otra persona. Tiene un sistema de encendido general, pero el inicio del ciclo de la marcha se hace con respecto al sensor de aceleración y cuando éste detecta que el paciente empieza a caminar el sistema responde automáticamente.

Tiene una velocidad fija y está limitado por el tipo de motor que se utiliza, la velocidad es de .2 millas por hora, pero están trabajando en el incremento de la velocidad, y disminuir el peso e incluir sensores de señales eléctricas musculares para que además pueda realizar otro tipo de movimientos, como subir escaleras o caminar en reversa, pues la idea es acercarse lo más posible a los movimientos naturales de una persona. 

Los jóvenes emprendedores, además de mejorar este prototipo, actualmente están trabajando en otro diseño enfocado a la rehabilitación para personas que tengan algún accidente laboral, discapacidad postquirúrgica o parálisis cerebral. La diferencia de este nuevo dispositivo es que es fijo, no se mueve y podrá utilizarse en centros de rehabilitación para apoyar la función de fisioterapeuta.

Cabe señalar que ambos dispositivos serán incubados a través de POLIINCUBA y en el mediano plazo Emmanuel Jiménez Vázquez e Irving Omar Cázares Ramírez los comercializarán a través de la microempresa Tecnobionics, que crearon recientemente.

 

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