Instrumentación con fibra óptica de una prótesis de miembro superior para medir la cinemática de los dedos.

Abstract

Actualmente en Colombia existe una cifra considerable de amputados, por lo cual es importante realizar estudios sobre las prótesis; en este caso, una prótesis funcional de miembro superior. La prótesis desarrollada está basada en tecnología robótica suave, es decir, está hecha de materiales blandos; lo cual permite que esta tenga facilidad de movimiento y sea capaz de realizar varias tareas. Para esta investigación, uno de los objetivos fue instrumentar la prótesis con sensores de fibra óptica, los cuales cuentan con alta sensibilidad y precisión y se emplean usualmente para detectar cambios en la posición de objetos. Por medio de esto sensores, se midieron los cambios de voltaje en cada dedo; con ayuda de un montaje que permite adquirir estos datos y también con gráficas que se visualizaban en tiempo real por medio de la comunicación por ROS. Posteriormente, se hicieron pruebas accionando su motor, con el fin de medir el ángulo de desplazamiento de la articulación de cada dedo y ver su desempeño. Se obtuvo que los mejores resultados respecto a la variación de voltaje y desplazamiento fue para los dedos meñique y pulgar. Finalmente, se vio que el comportamiento del ángulo de desplazamiento de las articulaciones de los dedos no tiene relación proporcional con el rango de voltaje de estos.

Currently in Colombia there is a considerable number of amputees, which is why it is important to carry out studies on prostheses; in this case, a functional upper limb prosthesis. The developed prosthesis is based on soft robotic technology, that is, it is made of soft materials; which allows it to have ease of movement and be able to perform various tasks. For this research, one of the objectives was to instrument the prosthesis with fiber optic sensors, which have high sensitivity and precision and are usually used to detect changes in the position of objects. By means of these sensors, the voltage changes in each finger were measured; with the help of a montage that allows acquiring this data and also with graphs that were displayed in real time through communication by ROS. Subsequently, tests were carried out by activating its motor, in order to measure the angle of displacement of the articulation of each finger and see its performance. It was obtained that the best results regarding the variation of voltage and displacement were for the little fingers and thumb. Finally, it was seen that the behavior of the displacement angle of the finger joints has no proportional relationship with their voltage range.