1. Diseño y construcción de una prótesis robóticade
mano
Ciclo III
Carlos suescun – Felipe vallesteros
Tesis de proyecto final
Tutor jhon ortiz

2. MANO ROBOTICA AGIL Y
AVANZADA Y CLARO MUY PRESISA
Para desarrollar una mano robótica fiable y hábil primero hay que comprender cómo se
mueven las extremidades humanas para después reproducirlas y conseguir movimientos
más naturales. El proyecto Handle desarrollado por diversas universidades europeas
entre la que se encuentra la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) está desarrollando
una mano artificial antropomórfica articulada supe desarrollada.
Perder una mano no es algo habitual pero tampoco es algo excesivamente fuera de lo
común. Además de eventos inesperados como accidentes de tráfico, ciertas
enfermedades desembocan en la amputación de extremidades lo que impide a muchas
personas llevar una vida completamente normal. Por eso, el proyecto Handle está
desarrollando una mano artificial lo más autónoma, natural y eficaz posible.
Para ello los investigadores han buscado comprender cómo realizan los humanos la
manipulación de objetos para reproducir el agarre y las habilidades de esta extremidad.
Como explica el investigador principal del equipo de la UC3M implicado en el proyecto,
Mohamed Abderrahim, "además de los avances tecnológicos perseguidos, se trabaja con
aspectos fundamentales de la investigación multidisciplinar, con el fin de dotar al sistema

3. de mano robótica con capacidad de percepción avanzada, control de alto nivel de información
y elementos de inteligencia que permitan el reconocimiento de objetos y el contexto de las
acciones".
Dificultades del proyecto
A la hora de desarrollar el proyecto han surgido varios problemas. En primer lugar el
espacio limitado de la mano, pues en muy pocos centímetros cúbicos de volumen se
deben integrar multitud de cables y mecanismos. "Una mano humana es increíblemente
completa, por lo que siempre supone un reto tratar de poner todas las piezas necesarias en la
mano robótica e integrar todos los actuadores que permitan una movilidad similar a la
mano humana".
Por otra parte, otro problema es el tamaño de los sensores. En la actualidad no existen
sensores en el mercado que sean lo suficientemente sensibles y pequeños como para
poder integrarlos y lograr el efecto deseado.
Por último, una mano perfectamente integrada y con la sensibilidad adecuada sería
completamente inútil sin un "cerebro" que la controle y la mueva correctamente en función
de los distintos tipos de objetos que se agarren y se manipulen. "No es lo mismo agarrar
un destornillador para pasárselo a alguien que para almacenarlo o para usarlo" explica el
profesor Abderrahim
El mismo peso, forma y tamaño
La mano no solo ha intentado reproducir las capacidades de la extremidad natural sino
también su forma, tamaño y peso, aproximadamente unos 4 kilos. Para ello han utilizado
principalmente aluminio, plásticos de alta precisión y sistemas de sensorización y
actuación. La actual versión de la mano que se encuentra en el interior de la UC3M cuesta
unos 115.000 euros.
Sin embargo, a pesar de su coste, todavía estamos lejos de conseguir desarrollar una
dispositivo similar a una mano real. "Mi estimación personal es que se necesitarán unos
15 años investigando en estos temas para alcanzar una mano robótica capaz de realizar
ciertas tareas complejas con un nivel del precisión, autonomía y destreza similares a la
mano humana" explica Abderrahim.
PARA QUE SIRVE TODO ESTO?
Una mano
La pérdida de función en una extremidad o la amputación de la misma
pueden ejercer un efecto desmesuradamente negativo en la calidad de
vida. Asimismo, la asimilación de una disfunción o una discapacidad
comporta un proceso igualmente traumático y a menudo la
recuperación resu...

4. La pérdida de función en una extremidad o la
amputación de la misma pueden ejercer un
efecto desmesuradamente negativo en la
calidad de vida. Asimismo, la asimilación de una
disfunción o una discapacidad comporta un
proceso igualmente traumático y a menudo la
recuperación resulta larga y ardua, pues los
cambios en el estilo de vida a los que obliga una
situación así no se producen de la noche a la
mañana.
Todas las tareas que hasta ahora se resolvían
sin esfuerzo cobran de repente una envergadura
distinta. Incluso la pérdida de un brazo no
dominante, por ejemplo, implica una carga
superior para el restante. Sin embargo, la
capacidad para realizar tareas normales no es el
único escollo, pues también resulta mermada la
propia independencia. En el caso de la
conducción cabe imaginarse lo problemático que
puede resultar dirigir el volante y cambiar de
marcha al mismo tiempo con una mano. Sin

5. duda desplazarse resulta más complicado en
esta nueva situación.
COMO FUNCIONA TODO?
"Motores en vez de músculos y cables en vez de
tendones, con plástico a modo de huesos y una capa
de goma que recubre el invento como si fuese piel".
Alguno podría pensar que esa descripción
corresponde a un robot humanoide, similar al
inquietante Ash de Alien, el octavo pasajero, y no le
faltaría razón, aunque en este caso, la tecnología ha
encontrado un modo más amable de hacer aparición.
Con esa frase describe su autor a Dextrus, una mano
robótica de bajo coste (aún sin piel), cuyas piezas
están impresas en 3D y cuyos planos e instrucciones
son libres y abiertos.
The Open Hand Project es la creación de Joel
Gibbard, un joven británico licenciado en Robótica. Su
intención era aplicar sus conocimientos para crear un
objeto útil, con posibilidades y con la participación de
toda la comunidad. Todos sus desarrollos están
accesibles a través de internet para que el que quiera
los use, los mejore o los complemente. "Me movía más
que nada mi pasión por la robótica, pero intentar
aplicarla a algo de lo que la gente se pudiese
beneficiar me producía mucha satisfacción".

6. Dextrus es el resultado de ese proyecto, la mano. Si
este tipo de prótesis puede alcanzar las decenas de
miles de dólares, Dextrus puede fabricarse por menos
de mil dólares, una cantidad más asequible para la
mayoría. Está pensado para aportar todas las
funcionalidades de una mano humana y orientado a
los que han perdido un miembro en un accidente o por
una enfermedad. Pero también para investigadores
que quieran trabajar sobre las posibilidades de estos
dispositivos o incluso artistas o desarrolladores que los
usen en sus proyectos.
Material, control y movimiento
Uno de los desafíos a la hora de construir Dextrus
fueron los materiales, uno de los aspectos que suele
subir los costes. "El titanio o la fibra de carbono hacen
que una prótesis se pueda utilizar todo el día sin que
se empiece a desgastar a los pocos meses, pero, al
trabajar con un presupuesto ajustado, estos lujos están
fuera de alcance", explica Gibbard.
El titanio o la fibra de carbono hacen que una prótesis
se pueda utilizar todo el día sin que se empiece a
desgastar a los pocos meses, pero al trabajar con un
presupuesto ajustado, estos lujos están fuera de
alcance
El plástico fue la respuesta. Concretamente
el acrilonitrilo butadieno estireno, o ABS, un plástico

7. muy resistente y con muchos usos tanto industriales
como domésticos. Entre otras cosas, con él se fabrican
las piezas del juego de construcciones LEGO.
Utilizando una impresora 3D se pueden crear todas las
piezas, por intrincadas que sean, además de facilitar la
reposición de cualquiera que se gaste o se rompa. "Así
las partes son tan baratas que puedes tener unos
cuantos dedos de sobra por si te hacen falta".
Todas esas piezas se controlan electrónicamente para
darle un movimiento natural y poder manejar de forma
eficaz todo tipo de objetos. Además, se puede
conectar a los músculos o a otro tipo de prótesis (un
brazo robótico, por ejemplo), dando a los pacientes
todas las opciones posibles. El tema del movimiento
está muy cuidado, con la idea de que a pesar de su
bajo coste sus funciones sean tan amplias como un
producto puntero. Así, cada dedo está controlado por
un tendón individual que recorre cada articulación
hasta la punta, de forma que el acto de coger un objeto
será parecido al de una mano natural, adaptándose a
las distintas formas y tamaños.
Respaldo de la red y de las tecnológicas
Aunque todos esperamos no necesitar nunca este
producto, y a pesar de que su aspecto es tosco
comparado con otros gadgets más sofisticados y con
funciones premium, desde que este proyecto nació en
2013 ha despertado un notable interés tanto por parte
de los internautas y usuarios anónimos como de las
grandes empresas tecnológicas.

8. En otoño del año pasado, el Open Hand Project
protagonizó una exitosa campaña de crowdfunding.
Gibbard se presentó en Indiegogo con su idea y pidió
39.000 libras (casi 50.000 euros). Como es habitual en
estos casos, ofrecía ciertas recompensas a sus
donantes, pero recordaba que, más allá de los
beneficios tangibles, "si donas a la causa estarás
ayudando a mucha gente". Ya fuera por eso, o porque
una mano robótica es, en cualquier caso, un objeto

9. fascinante para cualquiera, llegó a su meta y la superó:
un mes después había recaudado 43.593 libras (casi
55.000 euros).
Este año, Dextrus se ha colado entre los diez finalistas
de Intel, que organiza un concurso internacional para
elegir los wearables más innovadores, sólidos y
factibles. El premio es medio millón de dólares, por los
que competirán entre otros con un invento español,
una camiseta con la que grabar eventos deportivos
desde el punto de vista de sus protagonistas. El 3 de
noviembre se conocerá el nombre del proyecto
ganador.
Dextrus quedará al descubierto, y espero que los
usuarios la lleven con orgullo
Pero Gibbard no para quieto y, gane o no, tiene ideas
para mejorar el desarrollo del Dextrus que ha obtenido
hasta ahora, que por supuesto tiene sus limitaciones.
Como parte del proyecto abierto, recibe todo tipo de
preguntas y sugerencias sobre dónde enfocar a partir
de ahora su esfuerzo. Algunos preguntan si tendrá una
cubierta similar a la piel para dar a la prótesis un
aspecto natural. Su respuesta es honesta: no la habrá,
puesto que hacer una de calidad y en varios colores
según el tono del usuario es caro. "Dextrus quedará al
descubierto, y espero que los usuarios la lleven con
orgullo".
Por supuesto, no falta quien expresa sugerencias
acordes con los tiempos que vivimos: ¿se puede
manejar una pantalla táctil con este invento? De
nuevo, la respuesta es negativa, ya que el plástico no
presenta las propiedades de la piel que hacen

10. funcionar estas pantallas. Pero es una vía interesante
por donde seguir perfeccionando la mano: "Es cuestión
de explorarlo e implementarlo más adelante". Puesto
que, como decimos, cualquiera puede descargarse los
planos y construir una libremente, las posibilidades de
Dextrus son prácticamente infinitas.