Estudio del movimiento de una extremidad inferior implementando un modelo computacional, por medio de cinemática robótica, procesamiento de señales y tecnología tipo mems
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Date
2012
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La discapacidad a nivel mundial está alcanzando proporciones considerables, demostrando que este problema, puede ser padecido por cualquier persona, en algún momento de su vida. Las personas que padecen de algún tipo de discapacidad, son vulnerables al contexto social en el que se desenvuelven, entre otros aspectos, por la relación estrecha que existe entre esta y la pobreza extrema, motivo por el cual son frecuentemente discriminadas. La investigación en discapacidad es esencial para su comprensión pública. Esta debe contribuir con el desarrollo de nuevas técnicas y tecnologías que ayuden a la rehabilitación de un paciente, proporcionándole herramientas a los especialistas para la detección y el diagnóstico. Uno de los campos específicos, en los que se ha venido trabajando en los últimos años, es en la cuantificación del movimiento humano, por medio de herramientas para el análisis cinemático, que permitan al especialista diagnosticar, y ver la evolución de la terapia aplicada a los pacientes con algún tipo de discapacidad por movimiento. Por otra parte, con el desarrollo progresivo de los dispositivos para el sensado del movimiento, se han encontrado nuevas técnicas que estudian de forma directa el movimiento del cuerpo humano, aprovechando la experiencia y el conocimiento logrado en el campo de la robótica industrial. Los acelerómetros tipo MEMS, son parte de los dispositivos que permitirán la cuantificación del movimiento, teniendo en cuenta algunas de sus características fundamentales como el número de ejes, sensibilidad y consumo entre otros. El modelo computacional desarrollado en este proyecto, utiliza los conceptos matemáticos de la cinemática de robots manipuladores, para desarrollar un modelo cinemático directo que permita describir y estudiar el movimiento de una extremidad inferior humana. Los ángulos que necesita este modelo, serán proporcionados por medio de la cinemática inversa establecida para una extremidad inferior en dos planos del cuerpo humano, el sagital y el frontal. El punto espacial requerido para el cálculo de los ángulos de las articulaciones en la cinemática inversa, es obtenido por medio del procesamiento de las señales adquiridas del acelerómetro triaxial MMA 7341L del fabricante Freescale. Las señales son filtradas por medio de la aplicación de la transformada Wavelet, la implementación de algunos algoritmos como el filtro mecánico, la integración de las señales para conocer la posición espacial y el ajuste de las señales por motivo de los errores de desviación. Como resultado de este trabajo se desarrolló una herramienta, con la cual a partir de la señal de un acelerómetro es posible obtener la posición de la extremidad inferior y los ángulos de las articulaciones, aportando a los procedimientos de diagnóstico actuales.
Description
Keywords
Cinemática, Robótica, MEMS, Procesamiento de señales.