Mecanismo Asistente para el movimiento de individuos discapacitados de los miembros inferiores

Mecanismo Asistente para el movimiento de individuos discapacitados de los miembros inferiores IEM.99-II-18 Universidad de Los Andes Programa de Magís

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[0212-7199 (2004) 21: 8; pp 400-407] ANALES DE MEDICINA INTERNA Copyright © 2004 ARAN EDICIONES, S.L. AN. MED. INTERNA (Madrid) Vol. 21, N.º 8, pp. 40

LINFEDEMA DE LOS MIEMBROS INFERIORES - CLINICA Y SEMIOLOGIA
LINFEDEMA DE LOS MIEMBROS INFERIORES - CLINICA Y SEMIOLOGIA Dr. JUAN CARLOS KRAPP Dr. En Medicina. Especialista en Flebologia y Linfologia Servicio de

Camarote para discapacitados
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Mecanismo Asistente para el movimiento de individuos discapacitados de los miembros inferiores IEM.99-II-18 Universidad de Los Andes Programa de Magíster en Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Grupo de Ingeniería Biomédica. Departamento de Eléctrica & Electrónica Camilo Andrés Acosta Márquez Abstract : La motivación de este documento es la de presentar un compendio de las actividades realizadas en la Universidad de los Andes en Santafé de Bogotá (Colombia) y en la Universidad de Abertay Dundee (Dundee, Escocia) para la realización de un mecanismo asistente para el movimiento de individuos discapacitados de los miembros inferiores. En este documento se presenta el análisis de marcha en humanos realizado con la colaboración del Centro Ortopédico de Dundee (D u n d e e L i m b F i t t i n g Ce n t r e ), las distintas combinaciones geométricas y diversos tipos de actuadores para un robot bípedo de 6 grados de libertad que sirve como base para un exoesqueleto. Se discuten también varios aspectos del modelo matemático realizado para investigar diferentes patrones de marcha en 2D, con especial interés en el plano sagital, donde un patrón de marcha eficiente fue desarrollado para caminar en una superficie plana. Un modelo en 3D para visualización completa y análisis de la estructura es analizado también, asi como el desarrollo de un modelo a escala ¼ donde los diversos patrones de marcha son implementados.

Introducción Individuos discapacitados de los miembros inferiores, como aquellos con lesión en la columna vertebral, amputaciones bilaterales, distrofias musculares del tipo de Duchenne y Becker [1], miopatías congénitas, atrofias musculares de la médula espinal y algunos casos severos de miastenia gravis conforman una población que comparte una severa restricción para caminar normalmente. A grosso modo en algunos de estos casos la restricción en la marcha es debida a la falta de conectividad entre el Sistema Nervioso Central y el Sistema Nervioso Periférico, como ocurre con aquellos individuos que sufren de seccionamientos al nivel de la columna vertebral o las llamadas alteraciones de la via final común o motoneurona alfa [7]. Cada motoneurona alfa mantiene conexiones con un cierto número de fibras musculares. Cuando la motoneurona alfa se encuentra inhibida todas las fibras que ella controla se relajan y cuando se excita todas las fibras se contraen [2]. Típicamente las alteraciones de la vía final común implican que aquellas neuronas no va a ser excitadas y al permanecer inhibidas no se logra ninguna contracción de las fibras musculares que ella controla. En amputados y distróficos la situación es bien diferente pues aunque no hay daño a nivel nervioso, la estructura musculo-esquelética se encuentra seriamente dañada o no existe. La solución pareciera entonces ser claramente, reemplazar la conexión perdida al nivel del Sistema Nervioso. Dos alternativas surgen : regeneración del tejido o implantación de un dispositivo nervioso artificial. Es importante aclarar que a la fecha regeneración del tejido nervioso al nivel del Sistema Nervioso Central no es posible, regeneración a nivel del Sistema Nervioso Periférico se ha conseguido con éxito. La diferencia se encuentra en las células que mielinizan estas fibras. En el sistema nervioso periférico son las células de Schwan que se pueden regenerar mientras que en el Sistema Nervioso Central son células de Oligodendroglia que al ser seccionadas mueren y no

permiten que los axones de las neuronas se regeneren y reconecten. Esta población aunque sufre de un severo impedimento para caminar, mantiene su mobilidad utilizando primordialmente sillas de ruedas, con esperanzas centradas en el todavía novedoso campo de la electro-estimulación. Las sillas de ruedas son ampliamente utilizadas, su diseño sencillo y funcional, su fácil manejo y costo las hacen la alternativa obvia. Sinembargo cuando el mundo deja de ser plano y las sillas de ruedas encuentran escaleras u obstáculos que no son un problema para una persona que camina normalmente, las sillas de ruedas dejan ver sus deficiencias de diseño. Por lo tanto edificios y contrucciones aledañas deben ser hechos de manera que satisfagan los requerimientos de estos usuarios. Existen Super-sillas de ruedas motorizadas que pueden subir escaleras de hasta 40° de inclinación, con seguridad, algunas exhiben asientos telescópicos para alcanzar sitios altos, e.g un objeto en el último anaquel de un armario, etc.. (Es importante recordar que una persona en una silla de ruedastiene una estatura promedio de 1.2m a 1.3m, por lo tanto un objeto colocado a 1.8m es inalcanzable para ellos.) Sus precios hacen la comercialización de stos dispositivos un asunto algo restringido, rondando alrededor de los U$ 40000.

Fig. 1 Sistema Quantum capaz de ascender o descender escaleras con inclinación de 40 °.

Fig. 2 Exoesqueleto con actuadores neumáticos desarrollado en el Instituto Mihailo Pupin.

Objetivo

La alternativa para aquellos usuarios que no están satisfechos con la silla de ruedas es en este momento es electro-estimulación. Con esta alternativa se busca crear movimiento en las fibras musculares que todavía funcionan colocando electrodos en sitios específicos de la pierna. Dependiendo del número de electrodos y la cantidad de fibras que estos afecten, diversos patrones de estimulación pueden ser desarrollados.

El objetivo de este proyecto de grado consiste en el diseño e implementación de un equipo que le permita a un sujeto con problemas de movimiento en los miembros inferiores la posibilidad de asistirlo en dos tareas básicas de la locomoción bípeda : -

Aunque en teoría muy prometedora, varios factores limitan esta tecnología. El mas importante es la falta de realimentación del esfuerzo total del musculo que está siendo contraido para lograr el movimiento descrito por el patrón de estimulación, i.e. los músculos son sobre-ejercitados comparados con el esfuerzo de un sujeto normal, siendo asi como mantener la postura por ejemplo implica un consumo en exceso de alrededor de 4 o 5 veces el valor promedio normal. Siendo esto asi no es de extrañar que estos individuos no puedan completar sus movimientos luego de un corto periodo de ejercicio pues se cansan rapidamente. Este sobre-esfuerzo es debido también a que los electrodos no discriminan con mayor precisión las fibras específicas envueltas en cada movimiento, esto explica tambien por que suss movimientos son generalmente violentos y carecen de la típica delicadeza humana.

Ayuda para mantenerse erguido . Ayuda para la marcha.

El compromiso del proyecto consistió en construir un modelo a escala del prototipo real lo cual disminuye el costo y los problemas técnicos del mismo siendo mas fácil interesar a un ente financiador a partir del desarrollo de un modelo como el sugerido.

Consideraciones Generales El marco conceptual del proyecto estuvo centrado en el diseño y construcción un robot bípedo que imitara la marcha en humanos de una manera segura, sencilla y con un consumo energético óptimo, como la base de una mecanismo asistente para el movimiento de individuos discapacitados de los miembros inferiores. La marcha en humanos pertenece a una categoría de movimientos altamente automatizados con un complejo sistema de control. Se estima que para su completa actividad de locomoción-manipulación, el hombre emplea cientos de músculos que conforman el equivalente a 350 DOFs [3]. Pareciera realmente imposible tratar de copiar este magnífico diseño, sinembargo ya hace mas de cien años George Moore en 1893 construyó su hombre de vapor conviertiéndose en el primer desarrollo bípedo antropomórfico documentado y a la vez en una fuente de inspiración para aquellos que siguen sus pasos en el desarrollo de estructuras bípedas que caminan.

Definición del problema Considerando de esta manera el problema del movimiento de individuos discapacitados no como falta de locomoción sino como una falta de la habilidad para caminar, entonces es posible considerar otras alternativas. Un exoesqueleto por ejemplo, es una estructura rígida que posee los mismos grados de libertad que el endoesqueleto sobre el cual opera. Suponiendo un exoesquelto humano, activo con algún tipo de actuadores, bien sean eléctricos, hidráulicos o neumáticos, entonces si el exoesqueleto es capaz de caminar por si solo una persona que lo use "caminaría" con él convirtiéndose este exoesqueleto en uan alternativa no solo para mobilizarse sino para caminar de nuevo.

Fig. 3 Hombre de Vapor creado por George Moore en 1893.

El mecanismo asistente se puede visualizar como un exoesqueleto capaz de albergar las extremidades inferiores y parte del tronco de un individuo con algún tipo de discapacidad que le permita utilizar sus extremidades superiores y el tronco, en principio solo 2

Fig. 5 Diferentes fases de un ciclo de marcha en una gráfica de consumo de potencia del tobillo de un individuo normal.

tres grados de liberad (DOF) serán empleados para simplificar el modelo constriñéndolo al plano sagital. La idea claramente es construir un modelo a escala de un robot bípedo y una vez este robot pueda caminar, sobre su estructura se puede montar el exoesqueleto que alberga al individuo discapacitado.

En la figura 5 se muestra un curva típica de consumo de potencia para un individuo normal. Las fases I y III denotan doble soporte o ambos pies tocando tierra, mientras que las fases II y IV denotan soporte sencillo o un solo pie tocando tierra. Durante la fase I, el pie se balancea y aterriza al final de la fase I, el pie de soporte es levantado y el pie que se se estaba balanceando y acaba de aterrizar se convierte en el pie de soporte. Durante la fase II el pie de soporte absorve todo el impacto del cuerpo que cae y de la pierna que se balancea, acumulando energía para volver a empujar al cuerpo al final de la fase. El pie que se balancea toca tierra al comienzo de la fase III y la pierna de soporte comienza a ser elevada durante esta fase. Al final de la fase III el pie de soporte no toca mas el piso y se convierte en el que se balancea.

Consideraciones de la marcha en humanos Es importante entender como es es que caminan los humanos, por que este análisis entrega valiosas pistas a la hora de comparar la marcha con la marcha del robot bípedo, especialmente en lo que compete a la función de consumo energético del tobillo. Para comprender mejor este tema resulta de gran utilidad examinar un reporte de análisis de marcha clínico [4]. Basicamente este reporte genera información acerca de los principales valores de ángulos de rotación, torques y potencia consumida, para las principales articulaciones (cadera, rodilla, tobillo) para rotaciones en los tres ejes (pitch, yaw y roll) y las fuerzas de reacción medidas en el suelo (Ground Reaction Forces).

Una secuencia en formato AVI se encuentra disponible en la copia digital de este documento, asi mismo snapshots de la secuencia se encuentran en el apéndice A. Aunque se analizaron los otros datos para consumo de potencia el mas importante sin duda es el del tobillo, por que es la articulación con el máximo consumo instantáneo de potencia. La rodilla presenta un consumo alto pero este valor puede ser compensado eligiendo una configuración geométrica diferente como por ejemplo una rodilla telescópica.

Fig. 4 Detalle del consumo de potencia de un reporte de análisis de marcha clínica facilitado por el DLFC.

A los pacientes se les colocan marcadores especiales alrededor de las rodillas, cadera y tobillos, y un arreglo de cámaras infrarojas registra las diferentes posiciones de los marcadores cuando el sujeto camina, un computador ensambla la información de las diferentes cámaras en una secuencia continua . La información mas relevante es la referente a los valores de consumo de potencia para la cadera, la rodilla y el tobillo.

Fig. 6 Diseño preliminar con rodilla rotatoria.

La cadera no puede variar mucho por que su función es la de hacer girar el resto de la pierna asi que no hay mucho que se pueda hacer en cuanto a análisis de diseño, por lo tanto es en tobillo donde se deben analizar alternativas para reducir este consumo. Es importante entender por que esta curva es como es. Primero la curva de potencia es obtenida como producto de las componentes sagitales de fuerza y velocidad en ese plano, lo cual valida el uso de tres grados de libertad trabajando en este plano para el 3

modelo elegido. Segundo, esta liberación de energía es debida principalmente al impulso necesario para enviar el centro de gravedad del cuerpo en frente del pie de soporte para poder elevar el pie que se balancea, si esto no ocurre al elevar el pie que se balancea cuando se rota la rodilla de este pie el torque neto de la pierna enviaría al cuerpo de espaldas.

topes de seguridad limitadores, para la estructura mecánica. Valores típicos para individuos normales indican por ejemplo, valores máximos de rotación en le plano sagital par al cadera como mucho 150°, para la rodilla 135° [3] y para el tobillo 70°. Aunque estos son valores máximos diferentes a los valores promedio típicos propios de la marcha proveen también un criterio de seguridad. Usando el paquete de simulación Gait Lab proporcionado por el Centro Ortopédico de Dundee (DLFC), y los valores para los diferentes torques , valores angulares y fuerzas de reacción, una secuencia en formato AVI fue desarrollada exponiendo las diferentes variables mas los diferentes músculos involucrados en la marcha. Snapshots de esta secuencia han sido añadidos en el apéndice B. Diversos modelos previos al de la rodilla telescópica fueron analizados y tenidos en cuenta antes de optar por este último, dos de estas realizaciones pueden verse en las figuras 7 y 9.

Fig.7 Diseño preliminar con puntos de apoyo adicionales y actuadores lineales

A partir de estas dos consideraciones es claro que primero la forma de producir el movimiento del centro de gravedad debe ser tal que limite la velocidad del movimiento y segundo el movimiento del tobillo solo afecta el levantamiento del pie. Por lo tanto, si la rodilla colaborara en conseguir el movimiento del centro de gravedad y descargar algo del trabajo del tobillo, minimizaría su consumo de potencia limitándolo a labores de soporte. Fig. 9 Estructura bípeda con rodillas rotacionales y actuadores lineales.

Como la rodilla solo levanta el pie, una articulación telescópica puede ser utilizada y a través de una marcha cuidadosamente elegida la contribución del tobillo puede ser limitada a proporcionar soporte doble, facilitando de paso la elaboración de la estrategia de control del equilibrio.

Modelo Matemático y CAM Teniendo en cuenta que el tobillo debe hacer lo menos posible y que la rodilla puede ser telescópica, diferentes actuadores lineales fueron analizados, para formular la geometría de la estructura sin considerar, en principio requerimientos de velocidad y potencia. La principal característica exhibida fue una distancia de desplazamiento del embolo equivalente al 10% de la distancia total de los actuadores. Al disponer la Universidad de Abertay Dundee de una amplia gama de actuadores neumáticos se optó por aquellos con válvulas on/off en vez de válvulas proporcionales por la misma razón.

Fig. 8 Representación del movimiento de una rodilla telescópica para un ciclo completo.

Los valores de rotación y flexión son importantes para determinar los valores máximos de rotación y 4

Fig. 10 Geometría propuesta para el modelo con 6 DOF.

Definiendo un ciclo de marcha como el período de movimiento continuo cuando la estructura bípeda está soportada en un solo pie, seguido por el impacto del talón al final del ciclo, entonces para derivar el análisis cinemático directo p = h(q), los valores para el tobillo y el pie de soporte se mantienen constantes asumiendo que la fricción entre el suelo y el piso es suficiente para prevenir que la estructura resbale, de esta manera la pierna de soporte permanece en la misma posición durante todo el ciclo.

Y (5)

Para la geometría propuesta [5] con 6 DOFs (ver fig. 10) las ecuaciones para derivar la cinemática inversa y directa se detallan a continuación :

(1)

Y para la inversa q = h-1 (p) las ecuaciones se derivan como sigue :

Con este conjunto de ecuaciones, diferentes trayectorias pueden ser analizadas implementando los movimientos de la estructura en MatLab y visualizando los movimientos en 2D. La figura 11 muestra la implementación del programa para cuatro ciclos completos.

(2)

Las transformaciones de velocidad entre el espacio-p y el espacio-q se definen de la siguiente manera : (3) Fig. 11 Descripción de cuatro ciclos completos desarrollados en MatLab.

Donde :

Un archivo AVI mostrando al secuencia de movimientos se encuentra disponible para una mejor comprensión de la marcha en el plano sagital.

(4)

Con el conjunto de angulos obtenidos para la mejor trayectoria el patrón de marcha y los valores actuales de cilindros neumáticos un modelo en 3D fue desarrollado en Working Model para una completa visualización espacial.

5

Este modelo en 3D también sirvió para refinar las trayectorias y diferentes configuraciones al permitir acoplar los motores eléctricos y los actuadores lineales.

bordo, reduciendo asi la complejidad del mecanismo y el peso de toda la estructura. A partir del modelo en 3D es necesario adicionar una estructura que prevenga la rotación del pistón en el cilindro neumático, ver figura 14. Como los actuadores elegidos conforman basicamente la estructura no hay peso asociado a soporte adicional excepto el de la estructura que va a soportar directamente los puntos de apoyo de las piernas y tronco del individuo discapacitado.

La simulación trajo a la superficie detalles que sirvieron para detallar la construcción de la estructura como la definición del pie, y además mostró la relevancia de los cilindros neumáticos como estructura de soporte y la necesidad de soportes adicionales en el émbolo para evitar la rotación del mismo.

Los actuadores elegidos son motores de paso directamente acoplados a las articulaciones. La opción serían motores dc pero fueron descartados pues una de las consideraciones principales es la baja velocidad del patrón de marcha para lograr un equilibrio estático con interferencia mínima debida a los efectos inerciales de la pierna recíproca. De igual manera los reducidores de velocidad de los motores dc pueden ser inclusive mas pesados que los mismos motores.

Fig. 12 Modelo en 3D en posición erguida.

Un archivo AVI fue desarrollado para una mejor comprensión del análisis desarrollado, los snapshots se encuentran en el apéndice C. Fig. 14 Detalle de los pines adicionales para evitar rotaciones del émbolo.

Los motores de paso para los tobillos deben ser dimensionados para posicionar el tobillo en el ángulo deseado y servir como soporte. Otra ventaja de los motores de paso consiste en la fácil implementación de una etapa de control digital a través de una conexión directa con una tarjeta I/O digital conectada a un PC. Para la cadera un motor de 12V, 1.8° con torque nominal de 500 mNm y un torque máximo de detención de 30 mNm, fue elegido. Para el tobillo un motor tipo pancake a 9.6 V y 1.8° , con un torque nominal de 20 mNm y un torque máximo de detención de 2.5mNm, para lograr velocidades de algunos pocos grados por segundo.

Fig. 13 Modelo en 3D caminando.

Desarrollo del modelo a escala

Uno de los principales problemas encontrados con la estructura es su rigidez, debido a que el modelo es supremamente dependiente de la geometría, así pues si la estructura no es lo suficientemente rígida cambia su geometría y se hechan a perder las trayectorias predeterminadas.

Con la simulaciones desarrolladas un modelo a escala fue desarrollado con actuadores reales para validar el modelo matemático desarrollado y obtener un mejor criterio para la realizacion del modelo de tamaño natural. A partir de este modelo es necesario que la electrónica y la fuente de potencia no se encuentren a

Con el modelo que se construyó, uno de los principales problemas consistió en que las tuercas 6

que sostenían la pieza del pie con el cilindro se desapretaban al cabo de cierto tiempo causando movimientos rotacionales del pie, totalmente indeseables sacándolo literalmente del plano sagital. La estructura que conecta los dos cilindros presenta el mismo problema al nivel de la rodilla pero la rotación es menos severa. También es necesario que las suelas de los pies tengan algún material que absorva los impactos y que aumente la fricción con el piso. Para desarrollar la estrategia de control es necesario introducir sensores tanto para las articulaciones rotacionales como para las telescópicas para establecer los lazos cerrados con referencia a las trayectorias pre-establecidas. Potenciómetros de presición son la alternativa sugerida pues tienen buena resolución en ángulos pequeños alrededor de 0°-30° con pasos intermedios de 1.8° para poder manejar los motores de paso.

Y la ecuación dinámica (despreciando las componentes de fuerzas centrífugas y de Coriolis) para el sistema se convierte en : (8)

Donde M y G son respectivamente : (9)

(10)

Y por lo tanto la eficiencia puede ser considerada como la división de la suma del consumo energético en cada articulación dividida por la distancia de cada paso durante un ciclo completo. (11)

Como Working 3D Motion permite la implementación de medidores de torque y de fuerza para ser usados en la simulación, una validación de los resultados de las trayectorias óptimas es de esperarse.

Conclusión El modelaje de la estructura bípeda dió resultados positivos, y puede ser ampliamente usada para refinar algunos aspectos del robot.

Fig 14 Detalle del modelo a escala completo con actuadores rotacionales y lineales descansando sobre el tronco de un pino escocés.

Con la estructura ya realizada, diferentes esquemas de control pueden ser implementados para posterior análisis y mejoramiento del sistema. De especial interés son aquellos esquemas relacioneados con inteligencia artificial, como métodos adaptativos, que de todas manera parecen mas acordes con un proyecto antropomórfico. Es un hecho que nosotros no medimos ángulos cuando caminamos, nosotros aprendemos a caminar y un resto de trucos para no caernos o caernos con el menor daño posible asi que se podría pensar en entrenar a la estructura para que no se caiga.

Una vez la estructura camine con seguridad, las trayectorias pueden ser optimizadas teniendo como parámetro el consumo de energía de los distintos patrones de marcha a través de un análisis dinámico.

Consideraciones para el análisis dinámico Las ecuaciones que describen el flujo de energía cinética y potencial del sistema bípedo se presentan a continuación en las ecuaciones 6 y 7 [5]: (6)

Otro aspecto por considerar consiste en la solución del problema del equilibrio, en principio la recomendación para una siguiente etapa del proyecto

(7) 7

requiere la inserción de un nuevo DOF, bien sea a nivel de cadera como una masa que se mueve y compensa, o a nivel del pie para inclinar todo el cuerpo y asi lograr la compensación deseada. La gran diferencia radica en que la primera soluición limita la estructura al plano sagital, mientras que la segunda incluye un segundo plano, mas al estilo como nosotros caminamos. Como en principio la electrónica y la fuente de potencia se encuentran fuera del vehículo, por lo tanto es importante tener en cuenta que un exoesqueleto autónomo definitivo requiere estos dos elementos a bordo, por lo tanto las consideraciones del caso deben ser tomadas en cuenta. La sugerencia para un modelo de tamaño natural es un híbrido electro-hidráulico [6] debido a la excelente relación peso/potencia que ofrecen los actuadores hidráulicos que en este caso serían los actuadores de la rodilla telescópica. Válvulas proporcionales debenreemplazar las actuales on/off y le fuente de energía eléctrica que energize los motores deberá ser capaz de copar con la bomba hidráulica del sistema.

largo plazo consiste en un esquema de interacción mas sencillo del interfaz hombre-máquina, mediante el cual la estructura pueda ser controlada con el "pensamiento" por medio de implantes cerebrales que permitan la colección de suficiente información para determinar el movimiento deseado del individuo. Algunos estudios han sido conducidos con relativo éxito en Estados Unidos y Canada, en ratones que demuestran que tecnologías prostéticas sencillas pueden funcionar en tiempo-real, al hallar las neuronas implicadas en una tarea específica. El estado de arte al momento de esta publicación relata experimentos exitosos al grabar y decodificar menos de 100 neuronas [10] [11]. Este es un número bajo si se tiene en cuenta la complejidad de ciertos movimientos de la marcha, sin embargo se estima que individuos puedan ser entrenados exitosamente involucrando la grabación y decodificación de al menos 2000 neuronas, la cual parece una cifra factible en los próximos 5 años. Mientras toda esta tecnología florece y se refina el proyecto tiene tiempo de sobra para estar listo Cuando el día llegue y volver a caminar sea la dicha de aquellos que hoy no pueden.

Músculos artificiales [12] fueron en principio sugeridos pero una posterior revisión los descartó para el modelo de tamaño natural por su minúscula provisión de potencia, comparada con actuadores eléctricos y hidráulicos. Sin embargo desarrollos futuros deben ser monitoreados de cerca.

Agradecimientos Este proyecto ha sido posible gracias a la colaboración de muchas personas y varias instituciones tanto en Colombia como en Escocia (Icetex, ESF Europa, Grupo de Ingeniería Biomédica Uniandes). A mi asesor Jorge Bohórquez le agradezco especialmente por su paciencia y comprensión y a mi familia por todo el apoyo que me brindaron en momentos tristes cuando era mi deber estar a su lado.

Como el talón de aquiles de todo vehículo autónomo que emplee actuadores eléctricos son las baterías, es necesario analizar alternativas como fuel-cells, ya que es de esperarse que cambios en el mercado automotriz y en las políticas energéticas globales den como frutos mejores relaciones de costo/beneficio para esta tecnología. Estos cambios pueden ser vistos por ejemplo en Islandia con la adopción de su iniciativa ConsumoCero-De-Combustibles-Fósiles en 1999 [8]. Ellos pretenden crear una "economía hidrogenizada " y si los vehículos eléctricos se vuelven populares entonces los precios de las fuel-cells y demás productos relacionados se verán drásticamente reducidos en los próximos 10 años.

Referencias [1] Vukobratovic M., Biped Locomotion., Springer

Verlag., 1990. [2] Roselli D., Introducción a las Neurociencias., Centro Editorial Javeriano., 1997. [3] Rosheim M., Robot Evolution., Wiley Interscience., 1994. [4] Dunde Limb Fitting Centre, Clinical Gait Laboratory Database. [5] Shih C., Ascending stairs for a biped robot., IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics., 1999. [6] Fraser C., Integrated Electrical and Electronic Engineering., Mc Graw Hill., 1994. [7] Bustamante J., Neuroanatomia funcional., Celsus, 1996. [8] Pearce F., New Scientist., may 1999 pp 20-21. th th [9] The Economist., April 24 -30 1999 pp115-116. [10] Cohen P., New Scientist, June 1999 p7.

Fig. 15 Diagrama esquemático de una fuel-cell

A partir de varias entrevistas realizadas con individuos discapacitados una sugerencia clara a 8

[11] Nature Neuroscience, vol2, p 664. [12] Shahinpoor M., IPMC as Biomimetic Sensors,

Actuators and Artificial muscles. Viernes 11 de Febrero de 2000

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