La sustitución por pérdida de miembros humanos por artefactos distintos a los naturales es una realidad
desde hace más de dos mil años. Con el tiempo los inventos en los campos de la robótica, en particular de
la biónica, han proporcionado al ser humano extremidades complementarias que cada día se perfeccionan.
En este artículo, los autores, presentan los diversos experimentos electromecánicos que han realizado para
avanzar en las etapas de su proyecto “Diseño de prótesis Inteligentes” y perfeccionar la construcción de
una prótesis inteligente de miembro superior.
MARCO TEÓRICO.
ROBÓTICA: ASISTENTES PARA EL SER HUMANO
Desde épocas muy remotas el hombre ha deseado construir máquinas que tengan forma de seres humanos
y le ayuden a realizar las operaciones que no le gustan, las que le resultan aburridas o peligrosas. A
diferencia de un empleado humano, una máquina nunca se cansaría ni se enfermaría y siempre estaría
dispuesta a trabajar. Los elementos que pueden funcionar automáticamente se utilizan desde épocas tan
remotas como la antigua Grecia, sin embargo, es hasta mediados del siglo veinte cuando se lograron
materializar los primeros robots industriales.
Estos robots industriales distaban mucho de los sueños de poder contar con una máquina con forma de
ser humano. Casi cincuenta años después de la aparición de los primeros robots se sigue trabajando en el
diseño y fabricación de estas máquinas similares al ser humano. Algunos ejemplos de estos desarrollos se
pueden consultar en las siguientes páginas:
QRIO (http://www.sony.net/SonyInfo/QRIO/top_nf.html/)
ASIMO (http://world.honda.com/ASIMO/)
Waseda University Humanoid (http://www.humanoid.waseda.ac.jp/)
LA ROBÓTICA APLICADA AL SER HUMANO: BIÓNICA
En la década de los años 1970 se popularizaron las series de televisión “El hombre nuclear” y “La mujer
biónica”, en las que los protagonistas habían perdido algunos de sus miembros y éstos fueron sustituidos
por elementos artificiales que les permitían tener poderes sobrehumanos, tales como una gran fuerza
y velocidad, visión y oído con mucho mayor alcance que el de cualquier ser humano. Sin embargo, las
prótesis reales para las personas que han sufrido la pérdida de una extremidad aún no han alcanzado los
sueños manifestados en dichas series televisivas.
La biónica es, de acuerdo a una definición dada en 1960 por Jack Steele, de la U.S. Air Force, el análisis
del funcionamiento real de los sistemas vivos y, una vez descubiertos sus secretos, materializarlos en los
aparatos. Esta definición nos podría indicar que el primer ingeniero biónico fue Leonardo Da Vinci, quien
estudió los principios de funcionamiento de los seres vivos para aplicarlos en el diseño de máquinas.
Dado que las prótesis se utilizan para sustituir la extremidad perdida de una persona, los principios de
funcionamiento que se deben estudiar para reproducirlos son precisamente los que tiene dicha extremidad,
por lo que el diseño de prótesis es inherentemente una actividad de la ingeniería biónica.
Existen varias configuraciones de robots, de acuerdo al tipo de movimientos que pueden realizar. Los
robots pueden ser “cartesianos”, es decir que se mueven en línea recta y su volumen de trabajo es un
prisma rectangular, los robots “cilíndricos” que se utilizan principalmente para ensamble y su volumen de
trabajo es un cilindro. Los robots “esféricos” tienen un volumen de trabajo en forma de una sección una
esfera. Los robots industriales más atractivos y que más se conocen son los que simulan los movimientos
de un brazo humano, por lo que se les conoce como “brazos articulados”, y sus aplicaciones son muy
amplias debido a la facilidad que tienen para realizar movimientos complicados.
DESARROLLO:
SISTEMAS PROTÉSICOS
Toda prótesis artificial activa necesita una fuente de energía de donde tomar su fuerza; un sistema de
transmisión de esta fuerza; un sistema de mando o acción y un dispositivo prensor. En la elección de las
prótesis a utilizar desempeña un papel trascendental el nivel de amputación o el tipo de displasia de que
se trate.
Prótesis Mecánicas
Las manos mecánicas son dispositivos que se utilizan con la función de apertura o cierre voluntario por
medio de un arnés el cual se sujeta alrededor de los hombros, parte del pecho y parte del brazo controlado
por el usuario. Su funcionamiento se basa en la extensión de una liga por medio del arnés para su apertura
o cierre, y el cierre o apertura se efectúa solo con la relajación del músculo respectivamente gracias a un
resorte y tener una fuerza de presión ó pellizco. Estos elementos se recubren con un guante para dar una
apariencia más estética, sin embargo se limita al agarre de objetos relativamente grandes y redondos ya
que el guante estorba al querer sujetar objetos pequeños.
Prótesis Eléctricas
Estas prótesis usan motores eléctricos en el dispositivo terminal, muñeca o codo con una batería recargable.
Éstas prótesis se controlan de varias formas, ya sea con un servocontrol, control con botón pulsador o
botón con interruptor de arnés. En ciertas ocasiones se combinan éstas formas para su mejor funcionalidad.
Se usa un socket que es un dispositivo intermedio entre la prótesis y el muñón logrando la suspensión de
éste por una succión. Es más costosa su adquisición y reparación, existiendo otras desventajas evidentes
como son el cuidado a la exposición de un medio húmedo y el peso de la prótesis.
Prótesis neumáticas
Estas prótesis eran accionadas por ácido carbónico comprimido, que proporcionaba una gran cantidad
de energía, aunque también presentaba como inconveniente la complicación de sus aparatos accesorios
y del riesgo del uso del ácido carbónico.
Prótesis mioeléctricas
Las prótesis mioeléctricas son prótesis eléctricas controladas por medio de un poder externo mioeléctrico,
estas prótesis son hoy en día el tipo de miembro artificial con más alto grado de rehabilitación. Sintetizan
el mejor aspecto estético,.
Prótesis Híbridas
Una prótesis híbrida combina la acción del cuerpo con el accionamiento por electricidad en una sola prótesis.
En su gran mayoría, las prótesis híbridas sirven para individuos que tienen amputaciones o deficiencias
transhumerales (arriba del codo) Las prótesis híbridas utilizan con frecuencia un codo accionado por el
cuerpo y un dispositivo terminal controlado en forma mioeléctrica (gancho o mano).
En la siguiente liga se puede ver una mano transcarpiana de útima generación:
http://www.ottobock.com.mx/td_2_1_3_1.htm
Uso de materiales “inteligentes” en las prótesis
Hoy en día, el término “inteligente” se ha adoptado como un modo válido de calificar y describir una clase
de materiales que presentan la capacidad de cambiar sus propiedades físicas (rigidez, viscosidad, forma,
color, etc.) en presencia de un estímulo concreto.
Para controlar la respuesta de una forma predeterminada presentan mecanismos de control y selección
de la respuesta. El tiempo de respuesta es corto. El sistema comienza a regresar a su estado original tan
pronto como el estímulo cesa.
MATERIALES "INTELIGENTES"
Materiales con memoria de forma
Aleaciones con memoria de forma
Polímeros con memoria de forma
Cerámicas con memoria de forma
Aleaciones con memoria de forma, ferromagnéticas
Materiales electro y magnetoactivos
Materiales electro y magnetoreológicos
Materiales piezoeléctricos
Materiales electro y magnetorestrictivos..
CONCLUSIÓN :
La conclusión es de acuerdo al tema manejado en el cual hoy en día es muy importante el diseño de chips programados los cuales puedan insertase a una prótesis robotica y así ayudar a mejorar la vida de personas ,que por circunstancias diferentes han sufrido la amputación de un miembro de su cuerpo , el impacto principal en la sociedad en común por que hoy en día conocemos o tenemos un familiar , con algún tipo de problema o capacidad diferente el cual se puede mejorar implementando algún tipo de chip o prótesis para poder así dar un mejor desempeño en sus actividades diarias de las personas que lo necesiten.
puedo decir que es de vital importancia para la sociedad poder contribuir directa o indirectamente.
