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B. Prótesis Robotizadas
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Codo- Antebrazo ErgoArm (Otto Bock)
ErgoArm®, ErgoArm® plus, ErgoArm® Hybrid plus
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El brazo se puede mover con señales nerviosas,
musculares, o utilizando sensores de presión en la planta del
pie [7].
El b...
Figura 18: Propio Foot Instalado
El Propio Foot se desarrollo con tecnología previamente
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C. Prótesis Visuales
Las prótesis visuales pueden crear una sensación de visión
activando eléctricamente las celular nervi...
VII. CONCLUSIONES
En este artículo se presento una revisión de las prótesis
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Protesis roboticas

  1. 1. Resumen—En este artículo se hace una revisión de las prótesis robóticas. En este trabajo se presentan algunos argumentos que se justifican el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables y de alto rendimiento que emulen apropiadamente el comportamiento de los miembros que sustituyen. Además se presentan algunos ejemplos de prótesis robóticas exitosas y se finaliza con un resumen del estado actual de las investigaciones realizadas hasta el momento I. INTRODUCCION a palabra prótesis proviene del griego: prós (πρός) 'por añadidura', 'hacia' thé-sis (θέσις) 'disposición' [1]. El diccionario de la La Real Academia Española adopta como definición: Procedimiento mediante el cual se repara artificialmente la falta de un órgano o parte de él; ó como el aparato o dispositivo destinado a esta reparación. [2]. En términos generales una prótesis (dentro del ámbito médico), es una extensión artificial que reemplaza una parte faltante del cuerpo. Considerando las definiciones citada en el párrafo anterior, podemos definir a una prótesis robótica, como un elemento artificial dotado de cierta autonomía e inteligencia capaz de realizar una función de una parte faltante del cuerpo. Dicha autonomía e inteligencia se logra al integrar sensores, procesadores, actuadores, y complejos algoritmos de control. De acuerdo a esta definición, las prótesis de uso cosmético quedan completamente excluidas, como por ejemplo los ojos de vidrios, las piernas de madera, etc. El uso de prótesis data de tiempos inmemorables. Existen ejemplos como la mano de acero utilizada por Götz von Berlichingen (1504 d.C.) [3], o la pierna de Bronce de Capua (300 a.C.) [4], o lo que hasta la fecha es la prótesis hallada mas antigua “el dedo gordo del Cairo”, perteneciente a una momia egipcia (entre 1069 a.C. y 664 a.C) [5]. (figura 1). En [6] y [7], se puede encontrar de manera mas detallada la evolución e historia de las prótesis. *Este artículo ha sido desarrollado como parte de la asignatura Robots de Servicio del Master en Automática y Robótica de la Universidad Politécnica de Madrid. Figura 1: Primeras prótesis. Si bien, el uso de prótesis es consecuencia de accidentes, cancer, males formaciones, etc., el factor determinante que ha impulsado el desarrollo de las mismas fue la necesidad Prótesis Robóticas Lisandro Puglisi y Héctor Moreno Universidad Politécnica de Madrid, Departamento de Automática, Ingeniería electrónica e Informática Industrial * L
  2. 2. de mejorar la calidad de vida de los sobrevivientes de guerras. Sólo durante la Guerra Civil Norteamericana (1861 - 1865) se practicaron 30000 amputaciones, durante la Segunda Guerra Mundial (1939 -1945) 14782, y durante el actual conflicto con Iraq (desde el 2003 hasta la fecha) se han reportado hasta agosto del 2008 son 1214 amputados, [6] [7]. Sin embargo, en este último conflicto, la relación de amputados con la cantidad de muertes ocurridos en combate, duplica al ocurrido al resto de todas las guerras y conflictos. El desarrollo de prótesis, involucra la necesidad de fusionar conocimientos de la fisiología y biomecánica humana, mecanizado de materiales y prototipado de mecanismos, interfase hombre- máquina. En este artículo se hace una revisión de las prótesis actuales y de los últimos desarrollos de prótesis robóticas. En la siguiente sección se presentan algunos argumentos que justifican el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables. II. JUSTIFICACIÓN DE LA ROBOTIZACIÓN Las prótesis de brazos datan desde 1912, estas prótesis tenían la forma de gancho que podía ser cerrado o abierto encogiendo los hombros y mediante una cuerda que pasaba por la espalda. Después de la segunda guerra mundial, se creo la mano mioelectrica, sin embargo esto no cambio el hecho de que las prótesis eran difíciles de manejar. Actualmente, las prótesis con forma de gancho han sido mejoradas en apariencia a través de moldes de mano hechos de plástico y con una apariencia casi realista. Sin embargo, estas prótesis no mejoran la capacidad del usuario para controlarlas y realizar tareas mas sofisticadas. Las prótesis de brazo tienen como mucho tres grados de libertad: se puede abrir y cerrar el gancho, se puede extender y retraer el codo, y con los modelos más sofisticados se puede rotar la muñeca. Aun así, esos movimientos sencillos requieren de entrenamiento, concentración, y esfuerzo, lo cual resulta en un movimiento que no es fluido ni preciso. Esto contrasta con un brazo humano que tiene más de 25 grados de libertad y por lo tanto una mayor destreza, además de la habilidad de determinar si algo esta frió o caliente. Por otro lado, en las prótesis de pierna existen aun algunos problemas, por ejemplo, los amputados que utilizan prótesis mecánicas requieren entre 10-60% mas energía metabólica que las personas tienen el miembro real, dependiendo de la velocidad de caminado, el estado físico de la persona, la causa de la amputación, el nivel de amputación, y las características de la prótesis. Además, los amputados caminan entre 10-40% mas lento que las personas intactas [9]. Tales problemas clínicos son en parte generados por las prótesis actuales. Las prótesis comerciales actuales comprimen estructuras de resortes que almacenan y liberan energía durante cada periodo de estancia. Debido a su naturaleza pasiva, estas prótesis no pueden generar más energía mecánica que la que es almacenada durante cada paso. Al contrario, el tobillo humano genera trabajo neto positivo y tiene mayor potencia pico durante el periodo de estancia. Por otra parte, en los últimos años se han desarrollado con gran éxito diversas prótesis visuales que han permitido a personas ciegas percibir objetos y determinar su posición. Estas prótesis están aun lejos de devolver las vista a las personas ciega, sin embargo tienen un enorme potencial, y se irán haciendo más útiles a medida que mejore la tecnología. III. DIFICULTADES Y RETOS Hacer una prótesis robótica de una calidad aceptable requiere de un enorme esfuerzo, no solo en el campo de la mecatrónica si no también en neurociencia, ingeniería eléctrica, ciencias cognitivas, procesamiento de señales, diseño de baterías, nano-tecnología, y ciencias del comportamiento. Para obtener una prótesis que emule en buena forma la dinámica del miembro amputado es necesario que el diseño satisfaga ciertas especificaciones, como lo son: Tamaño y Masa: Las dimensiones de la prótesis deben ser las mismas que las del miembro que sustituyen. Por otro lado, la masa debe ser igual o menor a la del miembro amputado para que el portador pueda manipularla con facilidad y no haga esfuerzos extraordinarios que puedan dañar los músculos que soportan la prótesis. Velocidad y Torque. La prótesis debe capturar completamente el comportamiento torque- velocidad del miembro que sustituye. Baterías. La duración de las baterías de una prótesis robótica debe permitir un funcionamiento de al menos 16 hrs para que el usuario no tenga problemas de insuficiencia de energía durante las actividades diarias. Ancho de Banda del Torque. El ancho de banda de una prótesis es la frecuencia a la que se debe actualizar el torque aplicado en el mecanismo de accionamiento de tal manera que el caminado sea natural Realimentación al Usuario. La prótesis debe realimentar al usuario que la prótesis a tenido contacto con el ambiente y también la intensidad del contacto. Esto podría ser solucionado mediante interfaces hápticas o utilizando señales eléctricas.
  3. 3. Una de las principales limitaciones por la cual el desarrollo de prótesis robóticas comerciales no se afincado es el relativamente pequeño numero de personas que lo necesitan. Debido a eso puede resultar que una prótesis de elevado numero de grados de libertad (e.g., un brazo de 25 gdl) sea muy costosa y prácticamente incosteable para la mayoría de la gente. IV. CLASIFICACIÓN DE LAS DIFERENTES ACTIVIDADES De acuerdo a la bibliografía consultada, a continuación se proponen una serie de clasificaciones basadas en la función que realiza, los elementos que emplea para realizar su función y la metodología empleada para su control. Considerando la función que realiza y dado la importancia de ellas, se pueden hacer una gran distinción entre las prótesis motoras del resto de las demás. Dentro de las prótesis motoras, se puede hablar prótesis de miembros superior (hombros, brazos, manos) y prótesis de miembros inferiores (cadera, piernas, pies). Desde el punto de vista de acción, se pueden clasificar como prótesis Pasivas o Activas. Es decir, si poseen un elemento que requiere de energía adicional para realizar su acción o no, como por ejemplo un motor. Por su contraparte, una prótesis pasiva no posee elementos activos. Por lo general, las prótesis pasivas de locomoción están basadas en el empleo de resortes. Respecto al modo de control, se puede considerar aquellas prótesis que son accionadas mediante el uso de interruptores o comandos preprogramados, o aquellas que responden a la voluntad humana empleando alguna señal biológica (Electromiografía, Electroencefalografía, etc). Figura 2: Clasificación de las prótesis También se pueden clasificar en aquellas que tienen la capacidad de proveer al usuario realimentación de sensaciones o no, como ser tacto, sensación de frío o calor, etc. V. ESTADO DEL ARTE En esta sección se revisan las prótesis comerciales actuales y algunas prótesis que están en fase de investigación. Las compañías más representativas en el desarrollo de prótesis son Otto Bock y Ossur [10] y [11]. A. Prótesis No Robotizadas Este tipo de prótesis son las mas comerciales y de uso común. La actuación proviene de fuerzas ejercidas por el usuario ya se por el movimiento relativo de algunas partes del cuerpo o por la inercia del mismo. Gancho (OttoBock) El Gancho se utiliza como herramienta de agarre y es actuado directamente por el usuario mediante un sistema de cables. Los ganchos son útiles en aquellas tareas que demanda una gran precisión para agarrar pequeños objetos como lo son los tornillos o clavos. Los ganchos se abren mediante un arnés que se pone en la parte superior del cuerpo. Se cierran independientemente mediante un resorte o componentes elásticos. Figura 3: Gancho Sistema de articulación de cadera HELIX3D (Otto Bock) HELIX3D es utilizado por personas con desarticulación de cadera y de las personas con hemipelvectomía. Tiene un control de resorte y sistema hidráulico de la fase de apoyo e impulsión. La estructura de este sistema • consigue un movimiento tridimensional de la cadera para compensar la rotación pélvica y favorece un aspecto natural y simétrico de la marcha. • posibilita un acortamiento de la pierna en la fase de impulsión con el objetivo de reducir el riesgo de caídas, aumentando con ello la seguridad funcional.
  4. 4. • Es ligera para no ejercer una car • Trata de lograr una posición adecuada y reducir al mínimo la posición inclinada de la pelvis. El control de resorte y sistema hidráulico • sirve de ayuda al comienzo de la fase de impulsión del usuario de la prótesis mediante resortes integrados de tracción. La energía acumulada en la fase de apoyo se emplea para compensar la ausencia de musculatura de la cadera en el comienzo de la fase de impulsión y reducir el esfuerzo necesario al caminar. • controla el movimiento tridimensional durante el ciclo de la marcha. • posibilita un apoyo del pie controlado y amortiguado en la fase de apoyo con una notable reducción de la hiperlordosis, así como una extensión armónica de la articulación de cadera. Se hace posible una flexión plantar controlada y regular sobre la prótesis bajo una carga completa. • Permite el ajuste individual de la longitud del paso y el control de los movimientos oscilantes en la fase de impulsión Figura 4: Sistema de articulación de cadera HELIX3D Articulación modular de rodilla con bloqueo (Otto Bock) Esta articulación permite bloquear la rodilla para realizar tareas donde es importante mantenerse fijo, el desbloqueo de la articulación debe ser fácil para permitir al usuario caminar después de haber realizado la tarea. Esta articulación soporta a personas con un peso de 100Kg El sistema de bloqueo asegura de modo automático la articulación en una posición totalmente extendida, encajándose el trinquete de bloqueo de forma audible y perceptible. La articulación puede desbloquearse tanto mediante el cable de tracción como presionando el trinquete de bloqueo (rótula). Figura 5: Articulación modular de rodilla con bloqueo Las articulaciones EBS tienen un sistema hidráulico optimizado para la fase de impulsión. Figura 6: Articulación de rodilla EBS Prótesis de pie y tobillo (Ossur) Este tipo de dispositivo consiste de tres partes. La primera es un conector hecho de polipropileno o de materiales compuestos de fibra de carbón que se ajusta sobre la parte baja de la tibia. La segunda parte es una goma de silicón es funciona como interfase entre el pie y el conector para proteger la piel. Finalmente, para remplazar el conjunto tibia y pie se utiliza un elemento curvado de fibra de vidrio de alta rigidez. Este ultimo elemento se encarga de almacenar energia y posteriormente durante la fase de impulsión regresarla al usuario. Esta prótesis fue utilizada por Oscar Pistorius que se convirtió en el primer amputado en romper la barrera de los 22 segundos para los 200 m durante los juegos paralimpicos de 2004.
  5. 5. Figura 7: Prótesis de pie y tobillo B. Prótesis Robotizadas En esta subsección se presentan algunas prótesis robotizadas que ya son comerciales y otras que están en fase de investigación. Aquí se caracterizan como prótesis roboticas aquellas que tiene una fuente de energía propia, un actuador, y sensores que permiten leer los movimientos deseados por el usuario. Por lo tanto tambien se requiere un sistema de procesamiento de esas señales (aun en su forma mas básica) para poder convertir esas señales en movimientos de los actuadores. En esta definición no es necesario que el sistema provea de retroalimentación al usuario. Sin embargo en la mayoría de las prótesis la realialimentación se realiza a través de la vista. Mano Mio-eléctrica (Otto Bock) Esta mano tiene una fuerza de agarre (100N) y una velocidad (300 mm/s), se pueden agarrar objetos rápidamente y con precisión. Se puede seleccionar un total de 6 programas diferentes con ayuda del MyoSelect 757T13 y ajustarlos a la indicación del cliente como corresponda. Permiten una adaptación óptima a las necesidades y capacidades del usuario de la prótesis. La supresión del sensor de los pulgares permite al cliente agarrar de forma activa y consciente. Los objetos se fijan y se colocan mediante señales musculares, ya que el sistema electrónico de la MyoHand no reajusta automáticamente la fuerza de agarre. Esta prótesis se recomienda a pacientes activos con un nivel de amputación bajo. Otra ventaja esencial de la mano es que el usuario puede generar de manera activa una fuerza de agarre de hasta 100 N. Gracias a los distintos programas de control puede encontrar una selección perfectamente indicada para el paciente. La velocidad y la generación de la fuerza de agarre pueden adaptarse perfectamente a las necesidades del usuario mediante el MyoSelect 757T13. Figura 8: Prótesis MyoHand Mano electrónica (Otto Bock) Esta mano tiene el Control Dinámico de Modo (DMC en ingles) la velocidad y la fuerza de aprehensión se regulan de forma proporcional a la fuerza de la señal muscular. Este control también se caracteriza por un nuevo tipo de modo de seguridad: Después de agarrar una vez con la máxima fuerza, se requiere una señal EMG ligeramente más alta para abrir la mano. Esto evita que la mano se abra debido a una contracción involuntaria del músculo. El control Digital Twin combina en una sola mano ambos controles clásicos: el digital y el control por doble canal. Figura 9: Mano eléctrica
  6. 6. Figura 10: Mano eléctrica para niños Codo- Antebrazo ErgoArm (Otto Bock) ErgoArm®, ErgoArm® plus, ErgoArm® Hybrid plus y ErgoArm® Electronic plus son cuatro componentes de codo que facilitan el tratamiento myoeléctrico en altos niveles de amputación. Figura 11: Prótesis Codo-Antebrazo Cuanto más alto es el nivel de amputación, mayores son las demandas en la técnica de protetización. El montaje tanto del ErgoArm® Electronic plus como del ErgoArm® Hybrid facilitan la protetización myoeléctrica en niveles altos de amputación. El 12K44 ErgoArm® Hybrid plus se recomienda para prótesis híbridas con una mano myoeléctrica y una articulación de codo con cable de tracción. Gracias a la conexión fácil "EasyPlug", todos los cables eléctricos desaparecen en el interior de la prótesis para que pasen desapercibidos y estén protegidos. Prótesis Bionica I-Limb La prótesis I-limb es una mano biónica cuyos dedos son controlados independientemente y por lo tanto permiten una gran cantidad de movimientos. Esta mano es capaz de hacer agarres de precisión y de potencia de diferentes formas. La mano I-limb ya ha sido implantada en pacientes de varios paises [12]. Figura 12: Elementos de un dedo Figura 13: Mano I-limb UTAH arm 3 (U3+) El U3+, es una prótesis de brazo basada en el UTAH ARM. La misma consiste en el control del movimiento del codo, la mano y opcionalmente la muñeca. Provee una gran variedad de entradas de control adecuándose a las necesidades del usuario, como ser señales de EMG, sensores externos, etc. Es compatible con las tecnología i-Limb Hand, y con todos los dispositivos terminales existentes en el mercado. El control de permite realizar movimiento a diferentes velocidades. El codo es capaz de soportar el momento producido por un peso de aproximadamente de 5 kg en la mano [13]. Figura 14: UTAH arm 3 El Brazo de Luke El brazo de Luke desarrollado por la compañía DEKA ha sido diseñado para que posea cuatro características que sea modular, ligero, ágil y contener múltiples controladores. El diseño modular permite configura la prótesis para cada amputado (dependiendo del nivel de amputaciòn). El peso del brazo es el de una mujer promedio El brazo de Luke tiene 24 grados de libertad. Además, tiene 12 microprocesadores además contiene sensores de realimentación de fuerza para mejorar el control.
  7. 7. El brazo se puede mover con señales nerviosas, musculares, o utilizando sensores de presión en la planta del pie [7]. El brazo de Luke es producto de un plan estratégico para el desarrollo de prótesis robóticas iniciado por la DARPA en EU que a invertido al menos $71.2. Figura 15: Brazo de Luke Power Knee (Ossur) La Power Knee es fabricada por la componía Ossur. Es la primera prótesis de rodilla que remplaza la función muscular perdida a través de una fuente activa de potencia (un actuador eléctrico) que permite generar la propulsión necesaria para el caminado y también en actividades como lo son levantarse de una silla de ruedas o subir las escaleras. La Power Knee contiene un arreglo de sensores, incluyendo giroscopos, células de presión, celdas de cargas, sensores angulares y el Modulo de Propriocepción Artificial en la Pierna de sonido( utiliza un sensor de sonido que permite conocer el ritmo de la pierna sana). El sistema de sensores, habilita al dispositivo observar el estado general de la interfase humano-prótesis. El sistema contiene un microprocesador que utiliza la información de los sensores para lograr un caminado similar al humano. La información proveída por sistema sensorial del sonido lateral permite regenerar la verdadera cinemática del caminado mientras anticipa la función requerida cuando las condiciones de caminado cambian. El Power Knee esta limitado para amputados de una sola pierna, que pesen menos de 100 kg. La longitud del suelo a punto de amputación debe ser al menos de 49 cm y se de conectar muy bien al miembro amputado. Figura 16: Power Knee instalado Propio Foot (Ossur) La Propio Foot es el primer modulo de pie inteligente del mundo. Es fabricada por la componía Ossur. Los acelerómetros miden en tiempo real el movimiento a una velocidad de 1600 ciclos por segundo. Siguiendo la ruta del tobillo a través del espacio, el sistema define las características del caminado y los eventos, incluyendo el golpe del talón y el movimiento para dejar el suelo. Para cada paso, el dispositivo construye su ruta mediante un análisis continuo del movimiento horizontal y vertical, haciendo un trazado del pie como se mueve a través del espacio. Este trazado varía de acuerdo al terreno de tal forma que los algoritmos de reconocimiento del patrón de marcha pueden detectar e identificar cuando el usuario esta caminando en una superficie plana o con inclinación o si esta subiendo o bajando escaleras, también si el usuario esta en posiciones relajadas. Una tarjeta de control recibe un flujo constante de señales del sistema de inteligencia artificial. El controlador comanda a un actuador lineal para que las fuerzas y posiciones adecuadas del pie durante el caminado. Figura 17: Propio Foot
  8. 8. Figura 18: Propio Foot Instalado El Propio Foot se desarrollo con tecnología previamente desarrollada en el MIT por Hugh Herr. En [14], presentan el diseño de una prótesis de tobillo-pie que soluciona de manera satisfactoria la mayor parte de los problemas que hay en este tipo de prótesis (ver siguiente figura). La arquitectura básica del diseño mecánico es un resorte, configurada en paralelo con un actuador de alta potencia. La prótesis requiere de gran potencia mecánica como también de un torque de pico alto. El resorte paralelo comparte la carga con el actuador, por lo tanto la fuerza de la fuerza pico del actuador del sistema es disminuida notablemente. Consecuentemente, se puede utilizar un radio de transmisión más pequeño, y también se obtiene un ancho de banda de fuerza mayor. La elasticidad en serie es una característica importante para este tipo de prótesis dado que puede prevenir el daño a la transmisión debido a las cargas de choque cuando el pie choca con el suelo. Figura 19: Prototipo de Tobillo Figura 20: Esquema del tobillo Como se puede ver el la figura, existen 5 elementos principales del sistema mecánico: un motor de d.c., una transmisión, un resorte en serie, un resorte en paralelo unidireccional, y una prótesis del pie de plástico. Los tres primeros elementos son combinados forman un sistema llamado Actuador Elástico en Serie (SEA). Un SEA, desarrollado previamente para robots caminantes, consiste de un motor de DC en serie con un resorte (o una estructura de resortes) a través de una transmisión mecánica. Los SEA proveen control de fuerza controlando la distancia a la cual los resortes en serie son comprimidos. Usando un potenciómetro, se puede obtener la fuerza aplicada a la carga midiendo la deflexión de los resortes. Figura 21: Fases de caminado En esta aplicación se utilizo el SEA para modular la rigidez de la articulación así como también para proveer de un torque constante de offset. El SEA suministra la rigidez durante la Plantar-flexión Controlada (PC), y otra rigidez desde la PC hasta la Plantar-flexión Potenciada. Debido a la demanda de torque y potencia, se incorpora un resorte al SEA, de tal manera que la carga del SEA es ampliamente reducida. Debido a este hecho, el SEA tendrá un gran ancho de banda en fuerza para suministrar el empuje durante el la PP. Para evitar obstaculizar el movimiento del pie durante la fase rotación, el resorte paralelo es implementado de manera unidireccional.
  9. 9. C. Prótesis Visuales Las prótesis visuales pueden crear una sensación de visión activando eléctricamente las celular nerviosas del sistema de visión. Las prótesis pueden convertir imágenes desde una cámara en patrones de estimulación eléctrica aplicada a una membrana mediante un estimulador neuronal implantado. Las prótesis visuales están delineadas en la locación anatómica del arreglo de electrodos estimulantes. Los implantes en humanos han sido probados en la retina, corteza visual, y en el nervio óptico. Los intentos clínicos recientes de implantes de retinas incluyen implantes epiretinales, un dispositivo pasivo sub- retinal y un dispositivo sub-retinal activo [15]. Los dispositivos pasivos utilizan la luz incidente como potencia, mientras los activos tienen una fuente externa de potencia. Todos los dispositivos que se están probando son manufacturados por compañías, la cuales tiene los sistemas de calidad requeridos y la capacidad de manufactura productos robustos. Los equipos de pruebas que se presentan a continuación son producidos por diferentes compañías. Figura 22: Concepto de una prótesis de retina. En la figura 22 se puede ver el concepto de una prótesis de retina que captura una imagen con una cámara de video. La información de la imagen se procesa y es transmitida via Wi-Fi al estimulador implantado, el cual estimula la retina en un patrón. El primer intento clínico de prótesis retinal implantada permanentemente fue realizado por Optobionics, Inc, en 2000. El dispositivo era un arreglo pasivo de micro- fotodiodos de 3500 elementos. Los sujetos sometidos a estas pruebas no reportaron vision pixelada, como podría esperarse si cada fotodiodo estuviera actuando como un fotorreceptor. Un prototipo epiretinal con 16 electrodos esta siendo probado por Second Sight Medical Products, Inc. Esta prototipo empezó en 2002 y ha sido utilizado en seis sujetos con poca percepción de la luz. Los sujetos de prueba pueden usar información espacial desde el estimulador para detectar movimiento y ubicar objetos. Los sujetos demostraron su habilidad para distinguir entre tres tipo de objetos comunes (platos, tasas, y cuchillos) en niveles estadísticamente superiores. Además, demostraron que pueden discernir la dirección de movimiento de una barra pasando enfrente de la cámara. En 2006 se comenzaron hacer pruebas de un dispositivo activo sub-retinal desarrollado por Retina Implant GMBH (Reutlingen, Germany). Un circuito integrado fue implantado debajo de la retina. El CI tiene 1500 micro fotodiodos, los cuales sirven para modular los pulsos de corriente basándose en la cantidad de luz incidente sobre el fotodiodo. Este grupo no a desarrollado aun electrónica telemétrica, sin embargo conectan el CI sub-retinal usando un cable micro fabricado que pasa por la orbita y cruza la piel detrás del oído. VI. PLANES ESTRATÉGICOS Actualmente el plan estratégico mas importante para el desarrollo de prótesis robóticas es posiblemente el iniciado por la DARPA en EU que a invertido al menos $71.2 millones de dólares en un programa que para el desarrollo de prótesis robóticas, la finalidad es construir un brazo robótico con la habilidad de hacer gestos, percibir temperatura, y realizar tareas de manipulación complejas como: girar una llave, romper un huevo, teclear, etc. En esta iniciativa participan la Universidad Johns Hopkins, el Instituto de Rehabilitación de Chicago y otras 30 instituciones de investigación, teniendo en conjunto 300 investigadores trabajando alrededor del mundo [16].
  10. 10. VII. CONCLUSIONES En este artículo se presento una revisión de las prótesis robóticas actuales. Se realizo una clasificación de los diferentes tipos de prótesis, por funcionamiento, actuación, modo de control y realimentación. Se explica porque es útil el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables y de alto rendimiento que emulen apropiadamente el comportamiento de los miembros que sustituyen. Una de las principales limitaciones por la cual el desarrollo de prótesis robóticas comerciales no se ha arraigado es el relativamente pequeño numero de personas que lo necesitan [16]. En España, por ejemplo, un país desarrollado con 40 millones de habitantes (de los más grandes de la Unión Europea) tiene aproximadamente 50.000 personas amputadas, un 0.125% de la población [17]. Ese porcentaje se vera notablemente reducido por el numero de personas que tienen los recursos económicos para acceder aún a una prótesis tradicional, ya que como se comenta en [17] tales prótesis pueden costar entre 18.000 a 24.000 euros. La misma situación ha de repetirse en otros países desarrollados. El camino por recorrer aun es largo, ya que la tecnología de los componentes de una prótesis robótica es cara y el número de personas amputadas es relativamente bajo, dificultando así el desarrollo de productos comerciales y por tanto la inversión en I+D en este rubro. Sin embargo como se ha demostrado en prototipos como El Brazo de Luke la tecnología existente permite el desarrollo de prótesis con un alto grado de destreza y robustez, y en el futuro a medida que se haga mas económica la tecnología es muy posible que prototipos como este se conviertan en productos comercialmente atractivos y de uso generalizado. REFERENCIAS [1] Diccionario médico-biológico, histórico y etimológico, www.dicciomed.es [2] Diccionario de la Real Academia Española, www.buscon.rae.es [3] Enciclopedia Británica, www.britannica.com/EBchecked/topic/62054/Gotz-von-Berlichingen [4]Roman artificial leg, 300 BC, www.sciencemuseum.org.uk/objects/classical_and_medieval_medicine/A6 46752.aspx [5] The Cairo toe, www.news.bbc.co.uk/2/hi/health/6918687.stm [6] Matt Bristol, VAnguard, U.S. Department of Veteran Afair, May/June 2005, pp.19-21. www.va.gov [7] Jonathan Kuniholm “Open Arms”,IEEE SPECTRUM March 2009. [8] “A Brief History of Prosthetics”, Kim N. Norton, In Motion, Volumen 17, Issue 7, November/December 2007. [9] Samuel K. Au and Hugh M. Herr, Powered Ankle-Foot Prótesis IEEE Robotics & Automation Magazine, 2008 [10] Otto Bock Company, www.ottobock.com. [11] Ossur Company, www.ossur.com. [12] I-Limb Hand, Brochure. www.touchbionics.com. [13] http://www.utaharm.com/ua3.php [14] Samuel K. Au, Jeff Weber, and Hugh Herr, Biomechanical Design of a Powered Ankle-Foot Prosthesis. Proceedings of the 2007 IEEE 10th International Conference on Rehabilitation Robotics, June 12-15, Noordwijk, The Netherlands. [15] James D. Weiland and Mark S. Humayun, Visual Prótesis, Proceedings of the IEEE | Vol. 96, No. 7, July 2008 [16] Sally Adee “Winner: The Revolution Will Be Prosthetized”. IEEE Spectrum. [17] María Tomé “Prótesis gratuitas, el reto de 50.000 amputados en España”, LA RAZÓN, 2006.

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