Desarrollo de un prototipo funcional de unidad terminal basado en robótica suave para prótesis mecánica de pinza para el agarre de objetos en persona con amputación de miembro superior tipo transradial
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2024-11
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Resumen
Este proyecto aborda el desarrollo de un prototipo funcional de una unidad terminal basada en robótica suave para una prótesis mecánica transradial de pinza, diseñado para superar las limitaciones de las prótesis tradicionales, como la falta de movimiento axial y flexión precisa del dedo índice en la articulación metacarpofalángica. La robótica suave se empleó como base tecnológica, destacando su flexibilidad, adaptabilidad y seguridad, que permiten imitar movimientos naturales y adaptarse a formas irregulares, mejorando significativamente la experiencia del usuario al ampliar las capacidades funcionales de la unidad terminal. El diseño se llevó a cabo mediante un proceso iterativo que incluyó: análisis biomecánico de los agarres de pinza, aplicación de principios antropométricos, diseño asistido por computadora (CAD), impresión 3D y fabricación de dedos flexibles con material elastomérico. El prototipo fue evaluado en términos de precisión y eficacia al manipular objetos. Revelando una precisión promedio del 65% al manejar objetos de 1 a 128 gramos. No obstante, se identificaron áreas de mejora en el control de agarres con grados de abducción del pulgar de 50° y 70°. Este proyecto representa una solución innovadora que amplía las posibilidades de uso de unidades terminales en personas con amputaciones transradiales, combinando tecnología avanzada con un enfoque centrado en la funcionalidad del usuario.
Descripción
Abstract
This project addresses the development of a functional prototype of a soft robotics-based terminal unit for a mechanical transradial gripper prosthesis, designed to overcome the limitations of traditional prostheses, such as the lack of axial movement and precise flexion of the index finger in the metacarpophalangeal joint. Soft robotics was used as the technological basis, highlighting its flexibility, adaptability and safety, which allow mimicking natural movements and adapting to irregular shapes, significantly improving the user experience by extending the functional capabilities of the terminal unit. The design was carried out through an iterative process that included: biomechanical analysis of gripper grips, application of anthropometric principles, computer-aided design (CAD), 3D printing and fabrication of flexible fingers with elastomeric aterial. The prototype was evaluated in terms of accuracy and efficiency when manipulating objects. Revealing an average accuracy of 65% when handling objects from 1 to 128 grams. However, areas of improvement were identified in the control of grips with thumb abduction degrees of 50° and 70°. This project represents an innovative solution that expands the possibilities for the use of terminal units in people with transradial amputations, combining advanced technology with a focus on user functionality.
Palabras clave
Unidad terminal, Robótica suave, Pinza, Prótesis mecánica
Keywords
Terminal unit, Soft robotics, Pinch, Mechanical prosthesis