Diseño de un dispositivo robótico blando para la rehabilitación de dedos en niños con parálisis cerebral en Lima

Abstract

La parálisis cerebral infantil es la condición de discapacidad motora más común en los niños, esta influye negativamente en la capacidad de realizar numerosas actividades de la vida diaria, como: comer, pintar o vestirse. Entonces surge la necesidad de ir a centros de rehabilitación física para recuperarse. Frente a ello, la robótica permite que el proceso de rehabilitación sea más eficiente. Mas aun, los dispositivos robóticos blandos, pues permiten adaptarse a la antropometría de cada persona, son menos pesados y menos costosos. Sin embargo, aún no existen de sistemas robóticos blandos enfocadas a la rehabilitación pediátrica de dedos. En esta tesis se muestra el proceso de conceptualización, diseño, fabricación y validación sin usuario de un sistema robótico blando para niños con parálisis cerebral. La conceptualización se dio siguiendo la metodología VDI 2221. En la fase de diseño se crearon subsistemas mecánicos, electrónicos y de control. El subsistema mecánico incluye un sistema neumático y de telas diseñados a partir de un actuador neumático diseñado por otro autor. El subsistema electrónico se diseña en función a los requerimientos de los actuadores neumáticos. Finalmente, el subsistema de control propone un nuevo algoritmo de alto y bajo nivel capaz de realizar rehabilitación activa y pasiva personalizada. En el proceso de fabricación del dispositivo se centra en la implementación de los subsistemas. Por otro lado, en la fase validación se realizan pruebas cinemáticas, cinéticas y de fatiga al actuador neumático. Así mismo, se validan los modos de uso del sistema de control. El dispositivo diseñado es capaz de realizar los movimientos de rehabilitación de dedos en los modos de rehabilitación activa y pasiva. Por otro lado, el actuador neumático cumple con los requerimientos de fuerza y rangos de movimiento, además de mostrar resistencia a fatiga por encima del promedio de la literatura. El siguiente paso es realizar pruebas con usuario en un ambiente controlado.