Alumnos de ingeniería estudian señales de los nervios

Luciano Masin es estudiante de Ingeniería Electrónica y Lautaro Prados de Ingeniería Biomédica. Ellos eligieron como proyecto integrador el desarrollo de un sensor de señales mioeléctricas para futuras aplicaciones en brazos robóticos. La entrevista completa a ambos en esta nota.

El cerebro logra movilizar al músculo a través de señales mioeléctricas, que se transmiten por los nervios. Para poder desarrollar una prótesis robótica para personas que no tienen un brazo o una pierna, es necesario captarlas, amplificarlas e interpretarlas para comandar motores eléctricos que moverán la prótesis. El desarrollo de este importante dispositivo es lo que buscan estos estudiantes.

A continuación, les dejamos la entrevista que les hicimos a estos dos estudiantes en la Facultad de Exactas de la Universidad Nacional de Córdoba donde ellos nos cuentan distintos aspectos de su proyecto.

¿Por qué se les ocurrió desarrollar esta tesis orientada prótesis?

Luciano: Cuando buscamos temas de tesis le preguntamos a distintos profesores qué ofrecían para encarar como proyecto integrador. De ahí surgió la idea de realizar un control de un exoesqueleto por medio de señales mioeléctricas. No llegamos al punto de esta prótesis, pero algo muy próximo que es el control de un motor con estas señales. Tratamos de simular el movimiento de un brazo, tanto accionado por un bíceps como por un tríceps.

¿Qué aplicación práctica tenían pensado para este proyecto integrador?

Lautaro: Nosotros buscábamos hacer una variante de un exoesqueleto. Había dos proyectos de la facu en los que se trabajó con exoesqueletos, pero nosotros buscábamos ir mas allá y hacer una prótesis para alguien que tiene una faltante de un brazo. Sería una “rehabilitación” desde el punto de vista que recuperaría una parte faltante.

¿Qué impacto esperan tener en la facultad, en la Universidad y en la Sociedad?

Luciano: Nosotros lo que hicimos es un prototipo. Tenemos intenciones de llevarlo armado con un acrílico para que quede como una herramienta de estudio de la facultad, para que otros estudiantes puedan ver cómo se va procesando una señal mientras se va filtrando o ver el programa que se hizo para controlar esta señal y el motor. También para que los chicos de Biomédica, que estudian sensores y transductores, vean el comportamiento de señales mioeléctricas. Con esto tendrían el equipo armado para estudiarlas ya que estas señales son muy pequeñas. No digo que no se pueda mejorar más el trabajo, pero hasta ese punto estamos apuntando.

Lautaro: También se puede tener un impacto para futuros proyectos. Gente que puede venir después de nosotros pueden mejorarlo para sus propias tesis. Por ejemplo, el motor que utilizamos no es el ideal para una “rehabilitación” porque no tiene el torque necesario para simular la fuerza de un brazo normal. Nosotros apuntamos en el día de mañana hacer una prótesis o encararlo para esto. Para una persona no satisfacería todas sus necesidades, ya que también buscaría recuperar la funcionalidad de su mano. Futuros proyectos podrían acoplarle una prensa o una pinza en la prótesis y que responda a una cierta intención de la persona para que recupere la funcionalidad del brazo.

¿Qué tipo de ayuda reciben por parte de la facultad?

Luciano: La facultad nos está ayudando en una gran cantidad de cosas. Cuando queríamos hacer el diseño de placas analógicas para tomar señales mioeléctricas nos ofrecieron el equipo de National Instrument NI ELVIS II que es una placa multipropósito de electrónica que tiene muchas herramientas como fuentes de alimentación, generador de funciones, osciloscopio, analizador de voz. Con eso tenemos muchas herramientas que físicamente son grandes en un solo paquete. Es muy cómodo y práctico para montar los circuitos y podés ver los resultados en una computadora, algo muy útil. También nos prestaron el sistema embebido, la Raspberry Pi, que sería el cerebro del trabajo donde cargamos el programa, controlamos el motor y tomamos las señales analógicas. También nos brindó el motor y ayuda económica para ciertos gastos. Además de lo material, los profesores estuvieron muy atentos para ayudarnos e interesarse en lo que estamos haciendo. Realmente no nos podemos quejar.

Lautaro: Incluso nos dan el espacio de trabajo, nos dieron la llave de acceso del lugar, tienen plena confianza en nosotros y cualquier duda o consulta nos ayudan.

¿Qué tipo de mejoras tiene este proyecto con respecto a otros?

Lautaro: La totalidad de esta placa es hecha por nosotros. Nosotros le hemos agregado con respecto a otros proyectos un filtro rechaza bandas, un filtro Notch con el cual eliminamos la señal de la línea (50hz) y otras señales del cuerpo. Hay muchas señales que oscilan en esa frecuencia y eliminamos esos ruidos porque podría perjudicar la toma de señales mioeléctricas. Nosotros buscamos tomarlas de la forma más pura posible. También tenemos un rectificador de ondas completa. En un exoesqueleto un rectificador de media onda es suficiente para el propósito que tiene. Nosotros como queremos obtener la totalidad de la señal, no podemos perder el hemiciclo negativo. Necesitamos saber qué información nos está proporcionando, por lo tanto, nosotros rectificamos toda la onda.

Además, toda la placa mioeléctrica es un sistema activo. Son todos circuitos integrados, con los cuales nosotros tomamos las señales mioeléctricas lo más fieles posible a la salida de la placa. También usamos un sistema embebido (la Raspberry Pi) que es una computadora chica, con un sistema operativo propio, un escritorio, etc. Este sería nuestro “microprocesador”. Con esto, procesamos toda la información que obtenemos de la placa mioeléctrica para, a partir de ella, controlar la respuesta del motor. Lo último que le agregamos seria el optoacoplador para aislar la Raspberry y la placa del motor. Además, por ahora se alimenta al motor a través de una fuente y con el optoacoplador estamos aislando al paciente de lo que sería la fuente conectada a través de la red.

¿Hay algún otro comentario que quieran agregar?

Luciano: Cuando el proyecto llegue hasta el punto que queremos llegar para presentarlo como proyecto integrador va a quedar como herramienta de estudio para la facultad y a disposición para cualquier estudiante que necesite ver este tipo de sistemas para su estudio. Que se sienta libre, que venga, lo pruebe y saque sus propias conclusiones. También está libre para que los estudiantes hagan sus propias mejoras. Este se puede mejorar mucho. Se pueden reducir el tamaño de las placas usando los SMD cambiando el motor, que tenga control de fuerza (que este no tiene). Además, como comentó mi colega se puede buscar que el motor tenga alimentación independiente, agregar una pinza al extremo del brazo, etc.

Lautaro: Eso es a lo que apuntamos, además de nuestro propio aprendizaje. No hemos inventado la pólvora, pero si hemos aplicado todo lo que hemos aprendido en la facultad y eso es lo que nos gusta. Hacemos uso de todos los conceptos y conocimientos a lo largo de estos años que cursamos. Está bueno ver resultados y conseguir los resultados que deseamos al principio.

Views All Time
Views All Time
1117
Views Today
Views Today
1

Deja un comentario

Close

Entradas recientes

Twitter App