Diseño y construcción de una prótesis biónica de mano de 7 grados de libertad utilizando materiales inteligentes y control mioeléctrico adaptada para varios patrones de sujeción.

Abstract

La biónica permite la concatenación de sistemas biológicos y electrónicos para desarrollar aplicaciones tecnológicas, con el objetivo de simular las características morfológicas-funcionales de los seres vivos. Por lo que el presente proyecto consiste en la construcción de una prótesis biónica de mano de 7 grados de libertad con la finalidad de validar la funcionalidad que esta presenta, ante actividades cotidianas que realiza una persona que posee una amputación transradial debajo del codo. Mediante el modelado antropomórfico de la estructura mecánica, este mecanismo simulará los movimientos naturales de la mano humana, que implementados en una secuencia definida, representarán los patrones básicos de agarre. Este dispositivo mecatrónico cuenta con un sistema para el control de la presión de ajuste en los patrones de sujeción implementados, que a través del procesamiento de las señales musculares (EMG) producidas por el miembro afectado, permite la interacción con el artefacto generando la apertura y cierre del mismo. Mientras que por medio de los sensores de fuerza y los encapsulados de material inteligente magneto activo, dispuestos en las yemas de cada dedo, se detecta el contacto con el objeto y regula la fuerza de ajuste. Este dispositivo protésico utiliza servomotores para la transmisión del movimiento de cada dedo, así como para el giro de la muñeca y la oposición del pulgar; además, la flexión/extensión de este último es producida por la contracción de material inteligente con memoria de forma. Finalmente, la prótesis desarrollada posee la característica inherente de su bajo costo de producción debido al proceso de manufactura utilizado para su construcción. La técnica utilizada fue la impresión 3D debido a que esta tecnología permite el prototipado de modelos tridimensionales con alta precisión y utiliza materiales con características necesarias para la elaboración de prótesis.