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Investigadores PUCP desarrollan manos inteligentes

El grupo Girab desarrolla prótesis personalizadas de extremidades superiores e inferiores para mejorar la calidad de vida de personas con discapacidad. Recientemente presentaron los resultados de su primera mano robótica con 6 movimientos.

Autor: Fiorella Palmieri | Fotos: Roberto Rojas

En el Perú existe una demanda desatendida. Más de 12,600 personas han perdido una mano o un brazo, o han nacido sin una extremidad superior, y requieren una prótesis que les permita llevar una mejor calidad de vida. En la actualidad, la ciencia ofrece soluciones robóticas que brindan mayor movilidad a los usuarios. Sin embargo, esta tecnología de alta gama suele desarrollarse en el extranjero y tiene costos muy elevados para el Perú. Adquirir una prótesis de mano robótica importada cuesta aproximadamente US$75,000 o S/250,000, una cifra inaccesible para la mayoría de personas con esta necesidad.

Con la finalidad de brindar un dispositivo de vanguardia dirigido a esta población, los miembros del Grupo de Investigación en Robótica Aplicada y Biomecánica (Girab) –compuesto por docentes, egresados investigadores y alumnos de las especialidades de Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial, entre otras– trabajan en el desarrollo de diversos tipos de prótesis que potencian la tecnología médica hoy existente en el nuestro país.

Así, a fines de marzo, se presentaron los resultados de la primera mano robótica desarrollada por este grupo adscrito al Dpto. de Ingeniería. Luego de 24 meses de trabajo, se difundieron los alcances logrados por el proyecto Implementación de una prótesis mioeléctrica de miembro superior transradial, denominación formal para esta prótesis diseñada en la PUCP con tecnología 3D, la cual contó con un financiamiento de S/ 394,600 otorgado por Cienciactiva, marca institucional del Fondo Nacional de Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación Tecnológica (Fondecyt).

“Presentamos tres resultados importantes: ahora contamos con un prototipo de prótesis, tenemos publicaciones indizadas y dos solicitudes de patente en torno a la tecnología desarrollada. Sin embargo, lo más enriquecedor del proyecto es la capacidad desarrollada por cada persona que ha participado, y que nos va a permitir replicar, reproducir, y perfeccionar nuestro dispositivo”, dijo el Dr. Dante Elías, coordinador general del proyecto y del grupo Girab.

PRÓTESIS DE APOYO

En la actualidad, las prótesis desarrolladas a nivel internacional funcionan solo como manos de apoyo. “Las manos robóticas o mioeléctricas ayudan a realizar algunas actividades, como abotonarse la camisa, sostener una botella de agua o agarrar una moneda, pero no alcanzan la destreza de una mano normal. La prótesis de garfio es funcional, pero no es estética. Nosotros hemos tratado de encontrar un equilibrio entre lo funcional y lo estético”, señala Enzo Romero, alumno de décimo ciclo de Ingeniería Mecatrónica y uno de los colaboradores principales de este proyecto.

“Uno no se detiene a pensar en la cantidad de movimientos que se realizan para comer. A un niño le toma de cinco a seis años adquirir motricidad fina. En este caso, estamos hablando de una persona con accidente que tiene que aprender a utilizar una prótesis robótica o mecánica”, añade Enzo, quien nació sin su mano derecha; por ese motivo, el primer diseño de prótesis mioeléctrica fue realizado a su medida.

¿Cómo funciona este prototipo? “La prótesis mioeléctrica permite flexionar los dedos para que se puedan adaptar a la forma del objeto que sostiene. La tecnología que utilizamos para fabricar todas las piezas es la impresión 3D”, dijo el investigador Renato Mio, predocente del Departamento de Ingeniería, quien explicó qué son las señales mioeléctricas que caracterizan al prototipo. “Son la actividad eléctrica del movimiento de los músculos del muñón al contraerse, que generan el movimiento de la prótesis. Una minicomputadora determina qué tipo de movimiento quiso hacer el usuario y mueve los motores según eso”, dijo Renato. Entre sus principales características, este dispositivo cuenta con seis motores para diversos movimientos; dos de ellos se encuentran en el pulgar, lo cual hace posible coger una llave.

Equipo. Desde 2012, Girab desarrolla dispositivos para personas con discapacidad.

PASADO Y FUTURO

Este gran proyecto tomó alcances de dos trabajos previos. “Hubo un proyecto previo de prótesis elaborado por la sala Veo 3D. Además, el tesista Boris Sulcahuamán trabajó, junto con los investigadores Ericka Madrid y Julio Reátegui, en un prototipo que consistía en pinzas de dos dedos. A partir de estas iniciativas, Renato Mio propone trabajar el desarrollo de prótesis eléctricas de mano en el grupo Girab. A mediados del 2015, conformamos un equipo de trabajo”, señaló Dante Elías, quien agradeció a un numeroso equipo de colaboradores que no figuran en las actas oficiales, pero cuya participación fue crucial.

Debido a los altos costos de fabricación, y a la necesidad de realizar nuevas pruebas con pacientes, no se pondrá en circulación esta prótesis en el corto plazo. “Lo más costoso es la electrónica, pero con el tiempo se van a reducir los precios y su elaboración será más económica”, añadió el Dr. Elías.

DANDO UNA MANO

“Colocar una prótesis mioeléctrica en el mercado actual sería un desafío muy grande. Por eso, hemos empezado con el proyecto de prótesis mecánica, que puede cubrir esta necesidad a una escala mayor y con costos más asequibles”, dice Dante Elías, cuyo grupo también se dedica al desarrollo y promoción del proyecto Dando una mano: prótesis personalizadas de bajo costo con tecnología de fabricación digital.

En 2016, este proyecto obtuvo S/100,000 de financiamiento de Cienciactiva para la realización tecnológica orientada a emprendimiento social. “Desde niño tuve en mente hacer una prótesis robótica. Como estudiante, participé en la Sociedad de Robótica y Automatización para trabajar estos temas. Además de ser mi proyecto de tesis, el desarrollo de prótesis de mano es un proyecto de vida. No se trata solo de una investigación, estamos tratando que sea una organización sostenible”, expresa con entusiasmo Enzo Romero.

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