Una investigadora española diseña controladores avanzados para robots de rehabilitación

SAN SEBASTIÁN, 3 (EUROPA PRESS)

La investigadora del departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) Aitziber Mancisidor Barinagarrementeria ha diseñado un algoritmo de control avanzado para dispositivos robóticos de rehabilitación "sin elevar" su coste, según ha destacado.

En un comunicado, Mancisidor ha explicado que los robots de rehabilitación "permiten emular los ejercicios de un fisioterapeuta obteniendo tratamientos adaptados y precisos" y también "funcionan como una herramienta de medición que permite cuantificar fuerzas o movimientos".

"Con ayuda de un interfaz gráfico construyen un entorno de realidad virtual facilitando e incentivando el proceso de rehabilitación", ha añadido. No obstante, ha apuntado que, "debido a su reciente introducción al ámbito clínico muchas de las áreas de la robótica de rehabilitación no han sido estudiadas en profundidad y existen varios aspectos a mejorar, entre ellos el control de los dispositivos".

Es por ello que Mancisidor ha centrado su investigación en mejorar la parte del control de los dispositivos robóticos. "El dispositivo mecánico del robot es el encargado de realizar los movimientos, pero para que ese dispositivo se comporte de forma deseada es imprescindible diseñar un algoritmo de control que indique con qué fuerza y frecuencia se tienen que efectuar esos movimientos", ha señalado.

La investigadora ha apuntado que "cualquier terapia de rehabilitación es un proceso largo" y al principio los pacientes "no tienen capacidad de generar movimiento, por lo que el robot es el que tiene que aportar ese movimiento de forma adecuada".

"Sin embargo, cuando el paciente va recuperando fuerza, el movimiento lo tiene que ejecutar el propio paciente y el robot le tiene que asistir o resistir", ha añadido.

En este sentido, ha explicado que para dar respuesta a estas necesidades, se ha propuesto un algoritmo de control dividido en dos niveles. "Por un lado, calcula la asistencia que debe realizar el robot dependiendo del estado de recuperación del paciente y del ejercicio seleccionado; y por otro lado, controla la fuerza y el movimiento ejecutado por el robot generando movimientos suaves y seguros", ha afirmado.

Asimismo, ha subrayado que "el algoritmo de control diseñado se ha dotado con estimadores que permiten calcular la posición y la fuerza de contacto entre el dispositivo robótico y el usuario".

Mancisidor ha puntualizado que "una de las problemáticas de este tipo de robot es que existen muy pocos ejemplares en comparación con los robot industriales y por tanto su coste es muy elevado" y ha indicado que para reducir el coste de estos dispositivos de rehabilitación se ham utilizado "varios estimadores de fuerza y movimiento en lugar de utilizar sensores costosos".

También se han diseñado e implementado "una plataforma de control y ejecución, que además de permitir la ejecución en tiempo real del algoritmo de control, sirve de puente de comunicación entre el robot de rehabilitación, el usuario y el controlador", ha añadido.

Según ha indicado esta plataforma "ha permitido realizar diferentes pruebas experimentales del algoritmo de control propuesto, lo que ha posibilitado validar su funcionamiento en diferentes escenarios".

Esta investigación se ha llevado a cabo en el marco de la tesis doctoral de Aitziber Mancisidor Barinagarrementeria (Berriatua, 1989), titulada 'Control avanzado para robótica asistencial y sanitaria', dirigida por Itziar Cabanes Axpe y Asier Zubizarreta Pico, profesores del Departamento de Ingeniaría de Sistemas y Automática de la UPV/EHU.

Asimismo, durante la ejecución de trabajo se ha colaborado con el grupo de fisioterapeutas de la UPV/EHU y con Tecnalia que ha cedido el robot UHP para validar los algoritmos.