El estudiante de ingeniería electrónica Francisco Zabert, accedió a una Beca de Estímulo a las Vocaciones Científicas (EVC-CIN) proponiendo el “Diseño y construcción del prototipo de una plataforma robótica para la rehabilitación del tobillo”. El proyecto de la beca es dirigido por la doctora María Inés Pisarello del Grupo de Investigación de Ingeniería Biomédica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura de la UNNE.
El prototipo desarrollado por Zabert es el de un robot paralelo, basado en una plataforma Stewart. Estas plataformas –basadas en la plataforma Gough-Stewart pero con actuadores rotacionales – tienen varias aplicaciones industriales, hasta de simuladores de vuelo, docencia e investigación. Su alta rigidez, capacidad de carga y precisión en sus posiciones concentró el interés de la comunidad científica como alternativa a los robots tradicionales.
Diseñado para rehabilitar un tobillo, el prototipo propuesto tiene un control preciso y multidireccional del movimiento de la articulación afectada.
“Simulando diversos tipos de movimientos articulares y aplicando cargas controladas en varias direcciones, aportaría información sobre los rangos de movimientos que posea cada tobillo en particular y así crear una terapia específica para cada paciente” explicó Zabert.
“Es un aporte significativo al conocimiento científico, particularmente en la práctica de la rehabilitación física” opinó al referirse al impacto que considera puede tener el prototipo.
El desarrollo del prototipo combina tecnología de diseño e impresión 3D. El control de los movimientos a los que es sometido un tobillo en recuperación, se logra a través de la programación con un software de desarrollo integrado implementados en microcontroladores.
Basándose en el análisis de la cinemática inversa, el conjunto permite optar por realizar los seis movimientos básicos para el proceso de rehabilitación del tobillo: Dorsiflexión, Plantarflexión, Inversión, Eversión, Abducción y Aducción.
La cinemática inversa es una técnica para determinar la configuración que debe adoptar el robot para una posición y orientación final. Esto implica resolver un conjunto de ecuaciones matemáticas que habiliten ocupar determinados ángulos de rotación en función de la traslación y rotación deseados. Es así que, si posicionamos al tobillo sobre el efector final, es posible llevar a cabo la rotación con precisión del mismo.
El prototipo está compuesto por elementos normalizados: eslabones rígidos (varilla de dirección de aleación de aluminio mecanizado CNC); articulaciones esféricas; tornillos y tuercas M3; actuadores rotacionales (servomotores); y elementos fabricados en material PLA (ácido poliláctico) por medio de impresión 3D aditiva con tecnología FDM (modelado por deposición fundida). Esto último contempla tanto la plataforma móvil como los soportes que contienen a los servomotores, a la plataforma móvil y al tobillo. Su diseño se confecciona mediante uso del software CAD (diseño asistido por computadora) “SolidWorks”.
