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Diseñan prótesis robótica


Por Ricardo Capilla

Ciudad de México. 23 de abril de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- En el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (Cimav), unidad Chihuahua, el maestro Carlos Santillán Rodríguez y dos estudiantes de mecatrónica diseñaron y construyeron un prototipo de prótesis sensitiva para brazo.

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En entrevista telefónica con la Agencia Informativa Conacyt, Santillán Rodríguez, técnico titular C del Departamento de Física de Materiales del Cimav, habló sobre la constitución del prototipo, su funcionamiento y el futuro de este proyecto en el que también participaron Carlos Holguín y Kevin Loya, practicantes en la institución.

Esta prótesis se elaboró teniendo en mente la funcionalidad, comodidad e innovación, pues a diferencia de las prótesis comerciales, la elaborada en el Cimav está planteada como un desarrollo tecnológico de innovación gracias a los materiales utilizados actualmente y los que se planean usar en el futuro.

¿Qué es el Cimav?

El Centro de Investigación en Materiales Avanzados pertenece al sistema de  Centros Públicos de Investigación de Conacyt bajo la coordinación de materiales, manufactura avanzada y procesos industriales. Cuenta con tres unidades ubicadas en Chihuahua, Monterrey, Durango y una oficina en Ciudad Juárez. 

El Cimav realiza investigación, desarrollo e innovación de ciencia y tecnología con criterios de excelencia en las áreas de materiales, energía y medio ambiente, además de formar capital humano de alto nivel a través de programas de posgrado para brindar soluciones tecnológicas y de innovación a los sectores productivo, académico y social mediante servicios, asesorías, consultas y generación de desarrollo tecnológico.


“Desde que empecé a trabajar en la ciencia aquí en Cimav, he tratado de ver cómo utilizar la ciencia y tecnología para ayudar a las personas de una u otra forma, es decir, que sea social”, expresó el investigador.

Para la estructura de la prótesis, se utilizó una impresora 3D de tecnología aditiva de polímeros de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y de ácido poliláctico (PLA), materiales livianos, resistentes y de bajo costo. Además de reducir el precio, esta prótesis es más práctica que las tradicionales, pues no requiere que el usuario haga un movimiento con todo el brazo, sino simplemente realizar el esfuerzo en los músculos.

 

Para lograr el movimiento de los dedos de la prótesis se utiliza un brazalete de sensores electromiográficos (EMG) que detecta los impulsos eléctricos de la actividad muscular del usuario. Este dispositivo envía de forma inalámbrica las señales a un sistema de control que procesa y reenvía los datos a la prótesis, dando como resultado el movimiento en los dedos con un índice de respuesta de milisegundos.

“El brazo fue diseñado para personas que hayan tenido un tipo de lesión o amputación de la mano porque estas personas ya desarrollaron totalmente sus músculos (…) No creímos que fuera a funcionar con personas que nacieron con focomelia, ya que sus músculos no están plenamente desarrollados, sin embargo tuvimos éxito”, destacó Santillán Rodríguez.

El investigador refirió que él y sus alumnos utilizaron información de código abierto para sentar las bases del proyecto. Conforme avanzaron en el desarrollo del brazo, aplicaron esa información para implementar mejoras en la construcción de la prótesis.

En la siguiente etapa del proyecto se tiene planeado incluir materiales inteligentes que ayuden a mejorar el peso y funcionamiento del brazo. Entre los materiales que se piensan utilizar se encuentran fluidos magnetorreológicos y resortes elaborados con materiales con memoria de forma.

Los fluidos magnetorreológicos tienen la capacidad de cambiar su viscosidad cuando se les aplica un campo magnético, mientras que los materiales con memoria de forma modifican su configuración al momento que se les somete a calor o a una corriente eléctrica.

Estos materiales, explicó Santillán Rodríguez, permitirían una reducción de peso al sustituir los motores, además de alargar la vida útil de la prótesis. Hasta el momento, el maestro se encuentra trabajando con estos materiales, pero aún falta realizar pruebas y caracterización antes de poder incorporarlos en la prótesis.

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arroba14010contacto 1 Carlos Santillán Rodríguez
Es maestro en ciencias en ingeniería electrónica. Se desempeña como técnico titular C en el Cimav.

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