Tesis doctoral da un paso adelante en la robótica de asistencia para movilidad reducida

En un avance significativo en el campo de la robótica de asistencia, la investigación de la tesis doctoral del profesor Javier Sanjuan de Caro, del Departamento de Ingeniería Mecánica, ha culminado en el desarrollo de un innovador dispositivo de asistencia que tiene el potencial de transformar la vida de personas con movilidad reducida. Los resultados obtenidos en esta tesis representan nuevas posibilidades para mejorar la calidad de vida de aquellos afectados por disfunciones de extremidades.

El objetivo principal de la investigación, titulada ‘Metodología para el diseño de robots de asistencia para ayudar en las actividades diarias de vida de personas con disfunciones de extremidades superiores o inferiores’, era diseñar un robot de asistencia montado en silla de ruedas que pudiera brindar apoyo continuo y confiable a las personas con disfunciones en dichas extremidades. Estas disfunciones, que a menudo están relacionadas con trastornos del sistema nervioso central, como el accidente cerebrovascular, la lesión de la médula espinal y la esclerosis múltiple, afectan a millones de personas en todo el mundo y suponen una carga socioeconómica significativa para las familias y la sociedad en general.

En su investigación, el docente analiza varias restricciones fundamentales para el diseño de los robots de asistencia, que incluyen la necesidad de diseños de espacio de trabajo personalizados, la importancia de la plegabilidad del robot, una evaluación precisa de la capacidad de manejo de peso y la optimización del consumo de energía. Estos aspectos clave del diseño representaron un delicado equilibrio que requería soluciones innovadoras y prácticas.

Es por eso que la metodología propuesta por el profesor Sanjuan se basa en la maximización de la cobertura del espacio de trabajo, lo que permite al robot realizar una amplia gama de actividades de la vida diaria de manera eficiente. Esta metodología incluye la clasificación de las actividades en siete espacios de trabajo distintos, lo que proporciona una comprensión detallada de los diversos entornos físicos en los que se llevan a cabo estas actividades. Además, se introdujo un avanzado algoritmo de cinemática inversa llamado HUNTER, que mejora la interacción entre el robot y el usuario, aumentando así la versatilidad y seguridad del dispositivo.

"Creamos un nuevo método que permite a los robots asistentes moverse de manera más eficiente, rápida y tener una fácil orientación para interactuar con diversos objetos. De esta forma, si los objetos están fuera del alcance del robot, este método permite que la máquina busque las posiciones más intuitivas que le permitan al usuario manipular la silla de ruedas para alcanzarlos", explica Sanjuan. 

Este enfoque innovador resulta especialmente útil para ayudar en las actividades diarias de las personas. Además, destaca el desarrollo de un enfoque de diseño integral que se centra en aspectos clave como la eficiencia energética, el incremento del alcance del robot, la seguridad del usuario y la capacidad de plegado compacto cuando el robot no está en uso. Aspectos fundamentales para garantizar un dispositivo funcional y práctico en la vida cotidiana de los usuarios.

Para probar la efectividad de su diseño, el profesor Sanjuan implementó una biblioteca de control de robots en ROS2 (un tipo de software usado para controlar robots), que incorpora la cinemática inversa de HUNTER y utiliza un algoritmo de detección de colisiones para garantizar la seguridad del usuario. Las pruebas del robot bajo las restricciones de diseño establecidas demostraron el rendimiento exitoso del dispositivo, validando así la metodología propuesta.

Además, el hecho de que esta librería sea de código abierto la hace accesible y gratuita para su uso en diversas aplicaciones robóticas.

En conclusión, la tesis doctoral del profesor Javier Sanjuan ha logrado importantes avances en el campo de los robots de asistencia para personas con movilidad reducida. Su metodología de diseño óptimo, basada en la maximización de la cobertura del espacio de trabajo y la introducción de un avanzado algoritmo de cinemática inversa, ha demostrado su eficacia en el desarrollo de un dispositivo innovador y práctico. Los logros obtenidos en esta investigación representan un paso adelante en la búsqueda de soluciones robóticas de asistencia más efectivas y versátiles para mejorar la vida de las personas con disfunciones de extremidades.