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    viernes 27 de mayo de 2011

    Locos robots para rehabilitación y fisioterapia en Gifu, Japón


    リハビリは、ロボット

    La Universidad de Gifu tiene un laboratorio de robótica (Kawasaki and Mouri laboratory) donde se desarrollan algunas ideas de robots para rehabilitación y fisioterapia muy curiosas. El laboratorio pertenece al "Departamento de Ingeniería de Sistemas de Información Humanos"  de la Escuela de Ingeniería. Os cuento algunos de ellos:

    Sistema de apoyo para ejercicios autopasivos y autoasistidos del brazo, la  muñeca y la mano.

    La idea es que los movimientos del lado sano se capten mediante los sensores de un guante y un robot los reproduzca con la mano y brazos paralizados ( como tratamiento para hemiplejias). 
    El sistema tiene además un feedback audiovisual en forma de actividades de la vida diaria en realidad virtual y manipulación de objetos virtuales.





    video

    Se ve mejor en el vídeo.

      Mano robótica sensorizada para entrenamiento de terapeutas.



    Se trata de una mano y muñena robótica a modo de maniquí de prácticas. Se pueden simular en ella diferentes patologías como rigideces de diferentes articulaciones. El estudiante de fisioterapia es evaluado gracias a las mediciones de los sensore de la mano robot. Los profesores pueden recomendar ser más suave o ejercer más fuerza o examinar a sus alumnos con esta mano. El propio sistema puede advertir de cuando la presión ejercida llega a provocar demasiado dolor en el hipotético paciente.

    El simulador está a la altura de los mejores maniquís de entremaniento médico que se utilizan para practicar reanimación cardiopulmonar, partos, operaciones odontológicas y otras. ¿Será esta la forma de objetivar el aprendizaje práctico de los fisitoterapeutas mediante un examen en pacientes simulados?

    Telerehabilitación de la mano. Manipulación remota.


    Realmente no se me ocurren aplicaciones reales para este proyecto salvo la extrañísima idea de tratar con fisioterapeutas que estén en la Tierra a pacientes orbitando en una estación espacial. Dudo que con la distancia la velocidad de conexión fuera suficiente para una buena interacción en tiempo real.

    Para el resto de pienso que sería mejor trasladar al fisioterapeuta o al paciente.

    En lo que consiste es básicamente en que el terapeuta actuaría sobre una mano robótica y todas sus acciones serían transmitidas por internet hasta un robot terapeuta que actuaría sobre el paciente con el mayor realismo posible. Es mucha complejidad para hacer algo que estando cerca no necesita ningún artificio, pero significaría lograr algo que está bastante de moda y que se llama TELEPRESENCIA. Sirve por ejemplo para manejar un robot en una central nuclear desde un distancia segura y sentir qué es lo que toca el robot en tus propias manos.Eso sí, como fisioterapeuta remoto me parece complicarse mucho.


    Como aplicación más deseable estaría la de poder dar la mano y tocar a una persona querida cuando te comunicas por videoconferencia. Y yo no sé si la industria del porno tendría algo que opinar. Al fin y al cabo han sido pioneros en internet, mueven millones y son expertos en buscar a gente con todo tipo de gustos peculiares.


     

    Sistemas hápticos por oposición de dedos.



    Esta es una idea que ya se ha utilizado en rehabilitación y se llama Háptica. Consiste en recrear el tacto y las sensaciones de tocar objetos en tu mano, pero sin que esos objetos existan realmente. El resulado es bastante creíble y así se puede conseguir que una persona sienta que sujeta una tuerca y un tornillo que costarían 20 euros utilizando una máquina que cuesta 200.000 euros. (precios aproximados).
    Versiones más baratas se han utilizado en los videojuegos para sentir el retroceso de un arma que no existe más que en la pantalla o hacerte sentir tocar los escenarios.





    Básicamente las aplicaciones para rehabilitación chocarían con una ley básica de la realidad virtual: no hagas virtual algo que es más fácil construir en la realidad.

    Sin embargo sí es una tecnología muy válida para manipular prototipos de máquinas que aún no han sido construídas o para entrenar situaciones complejas como cirugías, manejo de maquinaria, soldadura submarina y otras similares.
    También puede tener aplicaciones en neurociencias para evaluar estímulos y respuestas y comprender así mejor el cerebro. Muchas veces es necesario saber que el estímulo aportado es idéntico para poder cuantificar la variación en las respuestas.



    Estudio de señales biológicas para sistemas robóticos

    Otro proyecto relacionado es el control de un robot utilizando señales de EMG. Esto podría tener aplicaciones en la construcción de prótesis biónicas y neuroprótesis. Aunque también para facilitar la telepresencia o teleoperación de robots de forma remota. Al sujeto que maneja el robot además se le pueden aportar señales hápticas para que sienta lo que el robot toca. Dando la percepción de ser el propio robot, ver lo que el ve, tocar lo que él toca, oír lo que él oye. Básicamente es  el tipo de unión que desearíamos para una prótesis biónica o para una película de ciencia ficción con supervillanos conquistando el mundo.




    _______________________________________

    Si quereís ver otros proyectos japoneses sobre robótica entrad en la web de la RSJ, The Robotics Society of Japan.

    En la web de la RSJ, Robotics Society of Japan se puede acceder a este directorio de laboratorios de robótica japoneses. 
    Entre ellos se pueden encontrar laboratorios con investigación en robótica relacionada con la rehabilitación, la tecnología asistencial o la biomecánica. Además de los mejores proyectos de robótica japoneses con aplicaciones de todo tipo. Aquí os dejo algunos de los que investigan en rehabilitació:


    1-Univesidad de Saitama , 
    Escuela de Ingeniería.
    Rehabilitation Robot


     
    2- Universida de Ritsumeikan

     Proyectos. (la web en inglés se ha quedado anticuada).



    3-El Instituto Nara de Ciencia y Tecnología.

    Web de sus proyectos, en japonés. 



     Sistemas de captura del movimiento humano de gran precisión con aplicaciones en biomecánica humana. Web de la empresa  Xsens Tecnology,  de la que ya hablé en otra entrada.


     Power Assist. Exoesqueleto robot para miembro superior. Web de la empresa colaboradora Active Link, filial de Panasonic, a la que ya dedicamos otra entrada.



    Ala: リハビリテーション工学!



    Autor: Samuel Franco Domínguez
    http://rehabilitacionblog.com/

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    lunes 23 de mayo de 2011

    Xsens. Análisis del movimiento humano avanzado.



     (Chica no incluída)



    Este aparato es un sistema de captura del movimiento humano portátil que puede utilizarse en exteriores mientras se practica un deporte, incluso deportes acuáticos, para medir la posición de todos los segmentos corporales y reproducirlos en un ordenador visualmente, midiendo posiciones, ángulos, velocidades en tres dimensiones y mostrándo esos datos en gráficos y tablas sincronizados con otros sistemas de medición como EMG (Electromiografía o actividad muscular eléctrica). 

     En la Universidad de Coventry, por ejemplo, utilizaron este sistema para estudiar qué musculos y en qué posiciones se activaban durante el gesto de salir de un vehículo. Con otros sistemas de captura del movimiento humano que dependen de marcadores y cámaras-sensores en torre, esto hubiera sido más difícil.


    La finalidad es estudiar el movimiento humano para después:
    1-Mejorar la técnica deportiva en ciencias del deporte.
    2-Reproducirlo en animaciones para cine, videojuegos o arte digital.
     3- Valorar progresos en la rehabilitación mediante una comprensión mayor del movimiento humano. Objetivar resultados. Valorar previamente a algunas terapias. Conocer de manera científica lo que estamos haciendo. 
    4- En ergonomía valorar posiciones y movimientos de riesgo para el diseño de productos o la seguridad laboral.

    Xsens funciona con sensores inerciales por lo que no necesita cámaras, e incluso no necesita cables.  No se pierden señales de ningún marcador. Más información. (detalles técnicos del producto) 
     Captura de pantalla del sistema durante un salto y ejemplos de aplicación en ciencias del deporte y rehabilitación.




    Captura de pantalla del sistema. 




    Aplicaciones para rehabilitación. 

     Aplicaciones para ciencias del deporte.


    Aplicaciones para animación, cine y videojuegos.



     Aplicaciones en biomecánica y ergonomía.







    También hay aplicaciones militares para simuladores de realidad virtual que utilizan soldados como entrenamiento. Otras aplicaciones son ya industriales para valorar el movimiento, aceleración, velocidad etc de vehículos, robots industriales y otros.

    Uno de los sensores.


    Arriba, yo mismo llevando sensores inerciales Xsensor para captar el movimiento de mi brazo derecho. Aquí la finalidad era captar el mocimiento durante la terapia ocupacional además de utilizar feedback audiovisual para motivar al usuario. Todo ello dentro del proyecto TOYRA, Terapia Ocupacional y Realidad Aumentada, en el que participé como investigador.


    Web de la empresa:
    Versión en Español:
    También en Xsens Facebook




    Autor: Samuel Franco Domínguez http://rehabilitacionblog.com
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    domingo 22 de mayo de 2011

    Reharo (Japón) y Jaco (Canadá). Robots asistenciales.



    La compañia japonesa con sede en Tokio REHARO está desarrollando un brazo robótico que puede acoplarse a una silla de ruedas para facilitar la manipulación de objetos y realización de tareas o simplemente actividades cotidianas a personas con discapacidad. El lanzamiento está previsto para este mismo año 2011.

     

     Por el momento el aspecto es demasiado industrial. Tal vez podrían inspirarse en algunos robots recubiertos de material blandito que ya se están desarrollando. El sistema de control es sin embargo lo más complicado. ¿Qué tipo de mandos, órdenes o mecanismo de comunicación con el usuario utilizar? ¿Será lo suficientemente inteligente como para reconocer órdenes verbales y cumplirlas? ¿Necesitará ser guiado con un joystick de mentón? 

     

    AMOR-J ARM 

    7自由度研究用ロボットアーム 




    Web de la compañía:
    reharo.co.jp


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    Un concepto muy parecido es del robot JACO de la compañía  Kinova. con sede en Montreal, Canadá.
    Pienso que tiene un mejor diseño.














    Web de la compañía:
    kinova.force.com Grupo de JACO en Facebook.
    Kinova en Facebook




    Si los robots asistenciales te llaman la atención lee este artículo de la BBC, del 4 de febrero de 2011 sobre ellos:

    No, robot: Japan's elderly fail to welcome their robot overlords  






    Autor: Samuel Franco Domínguez
    http://rehabilitacionblog.com
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    miércoles 18 de mayo de 2011

    Robot para rehabilitación español. De momento solo un proyecto: PUPArm.

     Este es el esquema básico del proyecto PUPArm, un proyecto de rehabilitación del miembro superior utilizando un robot y feedback audiovisual basado en realidad virtual del grupo nBio, formado por dos departamentos de la Universidad de Elche (España).



     Directamente de la web del proyecto:
    El robot PUPArm es un robot planar, neumático, de 2 grados de libertad, diseñado para la rehabilitación neuromuscular de miembros superiores. PUPArm forma parte de un sistema de rehabilitación que incluye sensores para conocer el estado del paciente, realidad virtual para realimentación visual positiva y un sistema de realimentación sonora.
    PUPArm es parte de los desarrollos del proyecto ROAD.

     NBIO es el grupo de Neuroingeniería Biomédica de la Universidad de Elche.

    El grupo nBio está formado por dos unidades de investigación: 

    la Unidad de Neuroprótesis y Rehabilitación Visual (UNRV)
    y el Laboratorio de Robótica y Realidad Virtual (Vr2).


    Las líneas de investigación del grupo son:
    • Neuroprótesis y rehabilitación visual
    • Registros con matrices de microelectrodos
    • Regeneración y reparación en el sistema nervioso
    • Teleoperación y neuro-robótica
    • Control sensorial y tecnología asistencial
    • Robótica e imagen médica
    • Electrónica biomédica



     Web del proyecto:
    http://nbio.umh.es/category/lineas-de-investigacion/robotica-de-rehabilitacion/


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    Ya había escrito sobre las mismas personas sobre su proyecto de rehabilitación con robots AUPA (Web de ese proyecto) 


    Entrada en este blog sobre AUPA 2010.
    Entrada en este blog sobre primeras apariciones en prensa de   AUPA 2009.



    Funcionamiento del robot AUPA. Se puede ver cómo captura el movimiento del terapeuta con el paciente para después repetirlo solo o con el paciente.


    Un vídeo con el montaje completo del robot AUPA.



    OPINIÓN:   Este tipo de máquinas para rehabilitación son cada vez más frecuentes en proyectos de ingeniería en universidades y empresas. Probablemente varios de estos aparatos lleguen al mercado. El hecho de que el producto se desarrolle en tu país (España) puede favorecer que el precio sea más bajo que el material importado. Y esque, el precio es un problema muy importante. Respecto a la función y resultados, también deberemos evaluarlos.

    En el futuro los fisioterapeutas no cobrarán menos, pero los robots serán más baratos. Llegará un momento en el que el robot salga rentable si tiene resultados iguales a la terapia con humanos. Esto es realmente fácil de conseguir ya que el robot imita al ser humano y además en una primera valoración el robot cuenta con el apoyo de un humano que después hace modificaciones a lo largo del tratamiento, (pero está libre para hacer otras tareas cuando se trata de hacer la parte más repetiva del trabajo).

    En mi opinión los fisioterapeutas más reticentes deberían valorar la posibilidad de que en esta década se introduzcan robots para ayudarles en su trabajo y que deberán aprender a manejar. 

    La posibilidad de que además el robot mejore la terapia por permitir terapias más largas y duraderas en el tiempo o porque directamente añade funciones que el fisioterapeuta humano no puede tener es algo a tener en cuenta. Las máquinas tienen más velocidad de reacción, más capacidad para hacer fuerzas muy grandes o muy pequeñas y la posibilidad de incorporar y sincronizarse con feedback audiovisual que aumente la motivación del paciente. 

    ¿Problemas? sí, claro que los hay, pero sobre todo hay grandes oportunidades y esperanzas.


     Nicolás García Aracil (camisa azul) jefe del Virtual Reality and Robotics Lab. A su derecha yo mismo con jersey negro.

    Autor: Samuel Franco Domínguez
    http://rehabilitacionblog.com
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