Estado del arte y requerimientos de diseño
1
2
3
4
5
6
Dispositivo soft robotics
Figura 1: Exo Glove Poly modelo funcional
Fuente: Brian et al., 2016 p. 1.
Exo-Glove Poly
Exo-Glove Poly es un dispositivo soft robotics portátil basado en exo tendones, constituido por polímeros. Esta hecho a base de silicona para permitir sanitización en ambientes multi usuarios como en los hospitales. Exo-Glove Poly usa dos motores, uno en el pulgar y el otro en el indice/medio y un mecanismo de baja actuación para captar varios objetos. Además, su diseño le permite ajustarse a diferentes tamaños de manos. Experimentos muestran que este dispositivo es capaz de sostener objetos de hasta 1-1.5 kg (Brian et al., 2016 p. 5).
Dispositivo soft robotics
Figura 2: Modelo funcional (guante a base de bomba eléctrica)
Fuente: Leonardo et al., 2018, p. 3
Air Pump Glove
Se compone de un guante de base con puntos de fijación para actuadores de dedo independientes y modulares. La flexión y extensión de los dedos se obtiene presurizando selectiva-mente vejigas con una bomba de aire. Se registró que puede aplicar una fuerza máxima de aproximadamente 15 N, es decir, 30% de la máxima fuerza de pellizco de un adulto sano. En una caja aparte, dos botones activaban los movimientos de apertura de la mano y de cierre . (Leonardo et al., 2018, p. 1-4).
Exoesqueleto rígido
Figura 3: Exokab modelo funcional
Fuente: Oscar et al., 2016, p. 6
Exok’ab
ExoK’ab es un exosqueleto robótico de mano para rehabilitación. Presenta rango total de movimiento en todas las falanges y esta diseñado para el control de posición y fuerza para rutinas de rehabilitación pasiva y activa. Se logro movimiento independiente en cada una de las falanges y se tiene 6 grados de libertad en cada uno de los dedos. ExoK’ab incluye sensores de fuerza y posición montados en cada falange para generar un control de posición de fuerza. El dispositivo pesa alrededor de 3.3 kg. (Oscar et al., 2015, p. 1-5).
ANTI-ROLL GLOVES AND METHODS OF MANUFACTUR
Se buscaron materiales para mejorar los guantes tricotados y se tomó en consideración la protección de la parte de posterior de la mano con el uso de almohadillas hechas a base de aceite con plastisol de PVC o latex de nitrilo. Los materiales de hilo usado para tricotar pueden ser algodón o lino; poliamidas; nylon; acrílicos; poliolefinas; poliésteres; poli (alcoholes vinílicos); rieles; fibras de vidrio; seda; lana;
hilos de acetato; PTFE(politetrafluoroetileno); Fibra de carbon; PBI (polibenzimidazol); PBO (p-fenileno-2,6benzobisoxazol); Rayon R) brand regenerated ibra celulósica; fibras de bambú, o combinaciones de las mismas. Además, se toma en consideración que estos deben tener almohadillas de protección en la parte posterior de la mano. Todo esto con la finalidad de evitar futuras lesiones en la mano.
Figura 4: Esquema de un guante anti-roll
Fuente: Connelly C.,(2011) p.5
The Sixth-Figer: A Modular Extra-
finger to enhance human hand
capabilities
El trabajo consiste en el modelamiento y control de un dedo adicional. El dedo robótico fue
ubicado en la muñeca hacia el lado opuesto de la palma de la mano. Este incrementa el
espacio de trabajo de la mano, ya que le brinda mayor capacidad de agarre. Asimismo, el
dispositivo cuenta con 4 grados de libertad y con él se realizaron simulaciones y experimentos
reales. (Prattichizzo, D et al., 2014)
KINESIO TAPE O VENDAJE NEUROMUSCULAR
En un estudio realizado a 60 personas se demostró que los pacientes con
enfermedad de Quervain responden mejor al tratamiento con kinesio
tape que al de terapia física, mostraron una reducción de la inflamación y
el dolor.
Keynoosh at el., 2014.
Comparación de características generales
Categoría
Exok'ab
Air Pump Glove
Exo Glove poly
Libertad
5 grados de libertad/falanges independientes
5 grados de libertad/falanges independientes
3 grados de libertad/falanges independientes
Peso / tamaño
Pesado (3.3kg) / Voluminoso
Ligero (tela) / necesita caja de actuadores
Ligero (silicona) / Necesita caja
Comodidad
Soporte rígido / no ajustable
Soporte flexible / ajustable
Soporte flexible / ajustable
Función
Aplicar fuerza / no portátil
Fuerza reducida / no portátil
Fuerza reducida / portátil
1
2
3
Diagnóstico
Figura 4: Sensores colocados en la parte posterior del teléfono
Fuente: Bernier,2018, p.27
Simple tact
Investigación de la mecánica del pulgar en mensajes de texto usando métodos de instrumentación. Se buscó un método que sea ligero, de pequeño tamaño y resistente, entonces se creó un dispositivo capaz de medir la fuerza del dedo pulgar, esto gracias al envío de señales micro eléctricas de los sensores Single tact(se usaron 5 sensores) colocados en la parte posterior del teléfono. Dichas señales se registran en un sistema que capturaba los movimientos al enviar un mensaje de texto.(Bernier,2018, p.27).
Seguimiento
Figura 1: El manómetro
Fuente: Friedman, N. et al. 2014. pp.1805.
El manómetro
Un dispositivo portátil para monitorear el uso diario de la muñeca y dedos.
El manómetro es un dispositivo que funciona como sensor y unidad de almacenamiento. Este consiste en un objeto con forma de reloj ubicado en la muñeca y un anillo de neodimio en el dedo índice. Utiliza magnetómetros para medir el campo magnético producido por el anillo de neodimio. Asimismo, utiliza un algoritmo para determinar los ángulos de articulación del dedo que lleva el anillo. (Friedman, N. et al. 2014. pp.1805.)
Myo armband
Figura 3: Myo armband
Fuente: Tamaki et al., (2016)
Requerimientos de diseño
Descargar requerimientos de diseño
Tabla de valores de compensación
-Brian B., Haemin L., Hyunki I., Useok J., Jinwon C. & Kyu-Jin C. (2016). Development of a Polymer-Based Tendon-Driven Wearable Robotic Hand.Development of a Polymer-Based Tendon-Driven Wearable Robotic Hand.
-Oscar S., Juan J., Ignacio H., Otniel P., Paolo T., Miguel H., Agustín F. & Carlo A. (2015). Design and Development of a Hand Exoskeleton Robot for Active and Passive Rehabilitation. International Journal of Advanced Robotic Systems.
-Leonardo C., Jan T., Kevin C. (2018) Assisting hand function after spinal cord injury with a fabric-based soft robotic glove. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation.
-Rachelle B.,(2018) Investigating Thumb Mechanics in Texting Using Novel Instrumentation Methods(thesis).The University of Brunswick. Canadá.
-Connelly C., Waterhouse G., Iqdal J., Muhammad K., Muhammad A., Amjad J. (2011). Patent
Aplication Publication.
-amaki, E., Chan, T., y Iwasaki, K. (2016). UnlimitedHand. Actas del 29 ° Simposio Anual
sobre Software y Tecnología de Interfaz de Usuario - UIST '16 Adjunto. doi: 10.1145 /
2984751.2985743
-Basoalto A. (2018) Desarrollo de prótesis de mano con sistema de agarre adaptativo para uso general en amputaciones a nivel de desarticulación de muñeca. Universidad Técnica Federico Santa María. Chile.
-Mahvash, M., Voo, L. M., Kim, D., Jeung, K., Wainer, J., & Okamura, A. M. (2008). Modeling the forces of cutting with scissors. IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering, 55(3), 848–856.