Objetivos

El objetivo general del proyecto es obtener modelos multicuerpo híbridos biomecánicos con la finalidad de aplicarlos a una nueva generación de sistemas biomecatrónicos para aplicaciones clínicas. En dichos modelos se integra una parte mecánica (constituida por un robot paralelo) que se acopla a los semgentos corporales objeto de estudio. La novedad del proyecto consiste en la integración de ambas partes en el modelado cinemático y dinámico del sistema, considerándose así como un único sistema multicuerpo. Por otra parte en el diseño de los sistemas de control se utilizarán un sistema mixto a partir de sensores y actuadores que reciben información y controlan tanto la parte mecánica como la corporal. La monitorización de segmentos corporales y articulaciones permitirá caracterizar in vivo determinadas variables biomecánicas de interés en aplicaciones al diagnóstico o la rehabilitación. El control se desarrollará mediante el uso de modelos de control basados en middelware, desarrollando nuevos conceptos en el entrenamiento y programación del sistema para mejorar su funcionalidad frente a los usuarios finales.

Los objetivos específicos a conseguir son los siguientes:

1. Definir gestos y movimientos realizados en manipulaciones utilizadas en diagnóstico,  valoración funcional o rehabilitación de patologías del miembro inferior.
2. Caracterizar cinemática y dinámicamente dichos movimientos y definir requisitos cinemáticos, dinámicos y de seguridad para el diseño del robot paralelo.
3. Desarrollar un sistema de seguridad y supervisión del robot a partir de sensores sobre el sistema mecánico y variables biomecánicas y fisiológicas.
4. Desarrollar modelos para el diseño cinemático y cinetoestático del sistema híbrido robot-miembro inferior.
5. Diseñar y construir un robot paralelo capaz de reproducir los movimientos corporales definidos en los objetivos 1 y 2.
6. Desarrollar la arquitectura de control del sistema mecatrónico. Desarrollar una cadena de medida que permita monitorizar en tiempo real las variables biomecánicas y fiusiológicas de interés para la caracterización in vivo de las estructuras corporales y como entrada de los sistemas de control.
7. Desarrollar un sistema de monitorización de variables biomecánicas y fisiológicas de interés clínico.
8. Desarrollar un sistema de interacción hombre-máquina que incluya la interacción paciente-robot y rehabilitador-robot, incluyendo el entrenamiento manual del robot por parte del personal clínico.
9. Desarrollar un modelo dinámico del sistema completo.
10. Validar el sistema desde el punto de vista biomecánico y funcional, incluyendo usabilidad y seguridad.
11. Difundir los resultados y plantear acciones de explotación del sistema desarrollado.