Quince estudiantes de grado y máster de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) comparten un mismo sueño:mejorar la calidad de vida de las personas con discapacidad utilizando tecnologías asistivas. Específicamente, el joven equipo de ingeniería biomédica Arm2u está desarrollando una prótesis transradial, que reemplaza un brazo que falta debajo del codo, con control mioeléctrico (es decir, controlado por las señales eléctricas naturales producidas por la contracción muscular).

Después de crear una primera prótesis el año pasado, el equipo ha dado un paso adelante creando un segundo prototipo, un brazo robótico totalmente funcional que permite la pronosupinación de la mano (rotación del antebrazo) y movimientos de apertura/cierre. Se basa en sensores EMG, que recogen los comandos de la contracción muscular del paciente y transforma estos impulsos eléctricos en una señal que el microcontrolador puede entender y utilizar.

La prótesis está impresa en 3D con plástico PLA, por lo que se puede producir a bajo coste, tal y como explica Lluís Bonet Ortuño, uno de los jefes de equipo:"Uno de nuestros principales objetivos a la hora de desarrollar la prótesis era hacer un prototipo con tecnologías asequibles para que pudiera ser producido y modificado constantemente sin un alto costo. Mediante la impresión 3D, hemos creado una prótesis a un costo mucho más bajo que prótesis similares en el mercado".

Piezas prototipo

Diseñado íntegramente por el equipo de Arm2u, el prototipo incluye cuatro partes fundamentales que funcionan de forma coordinada para permitir la movilidad:el encaje, que sujeta firmemente el dispositivo a la extremidad; el prono, que almacena la mayor parte de la electrónica y alberga los elementos de control e información de estado de la prótesis; la pinza, un elemento en forma de abrazadera para manipular objetos; y finalmente, la parte electrónica, que utiliza un microcontrolador Arduino Uno para conectar los sensores, motores y otros elementos para controlar el dispositivo e informar su estado al usuario.

El segundo modelo presenta varias mejoras, como una pantalla LCD integrada, que informa continuamente del estado de la prótesis brindando información sobre la duración de la batería, el esfuerzo de las yemas de los dedos, la temperatura interior y más.

Además, el nuevo diseño cuenta con una adaptabilidad mejorada que permite ajustarse al tamaño del brazo del usuario, y un peso total reducido respecto al modelo anterior, lo que lo hace más cómodo.

Trabajo en equipo

Arm2u es un equipo universitario creado en Barcelona en 2018 y con sede en la ETSEIB. Se trata de un grupo multidisciplinar de alumnos del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales, del Máster Universitario en Ingeniería Industrial y del Máster Universitario en Automática y Robótica de la ETSEIB, con intereses en mecánica y electrónica aplicada a la biotecnología.

Con el objetivo de ampliar los límites de la industria protésica, el equipo se organiza en tres áreas:el departamento de mecánica, a cargo de desarrollar un modelo CAD conceptual, tanto simulaciones cinéticas como estáticas, seleccionar materiales e investigar sistemas de fabricación; el departamento de electrónica, encargado del control de los múltiples actuadores de la prótesis y la adquisición de señales mioeléctricas; y el departamento de gestión, encargado de desarrollar los planes comerciales y financieros, administrar los recursos y el presupuesto, la gestión interna, la comunicación y otros.

Según Aleix Ricou, también responsable del equipo, “el equipo tiene como objetivo desarrollar nuevas prótesis para ayudar a las personas en el día a día y seguir investigando en ingeniería biomédica. Queremos convertirnos en un equipo universitario de referencia para todos los estudiantes que quieran aprender sobre esta área y estamos abiertos a trabajar con cualquier persona que comparta nuestras preocupaciones".

Un estudiante de FME, el portaaviones Arm2u

El portador es un actor clave en el diseño y desarrollo de prótesis, siendo la persona para la que se personaliza el prototipo y quien prueba sus funciones en un entorno real. En el caso del brazo robótico diseñado por el equipo de Arm2u, el portador es Kyle Briggs, estudiante estadounidense del máster en Estadística e Investigación Operativa de la Facultad de Matemáticas y Estadística (FME) de la UPC.

Habiendo utilizado varias prótesis a lo largo de su vida para realizar actividades como montar en bicicleta o trabajar, Kyle reconoce que disfruta llevando la prótesis desarrollada por el equipo de la ETSEIB. El estudiante "compitió" con la prótesis Arm2u en el Cybathlon Challenge en Zúrich, Suiza, el 18 de mayo. En esta competición, personas con discapacidad física prueban prótesis, desarrolladas por equipos de investigación de universidades y empresas de todo el mundo, abordando tareas cotidianas, como manipular y transportar objetos y colocarlos en una posición específica dentro de cubos con diferentes ranuras.

Ahora el equipo espera con ansias el Cybathlon 2024, que es el evento principal, que consta de seis pruebas. Participar en este tipo de experiencias es muy positivo, ya que fortalece los lazos entre los miembros del equipo. Tal y como explican los alumnos, “realizar un proyecto de ingeniería y presentarlo internacionalmente ante otros profesionales es una experiencia gratificante, nos enorgullece y nos da la oportunidad de vivir de primera mano el tipo de situaciones que nos podemos encontrar en el futuro”. carreras profesionales Perseguir un objetivo común como equipo nos permite enfrentar este desafío juntos, dándonos fuerzas y apoyo, y complementando nuestras habilidades para cumplir con la misión del equipo". + Explora más

Un nuevo tipo de prótesis de mano aprende del usuario y el usuario aprende de la prótesis