Un grupo de estudiantes de la Facultad de Ingeniería mención Automatización y Control de la Universidad Privada Dr. Rafael Belloso Chacín (URBE) ha desarrollado un prototipo de prótesis robótica de antebrazo controlada por señales electroencefalográficas (EEG). 

Este innovador proyecto, realizado como parte de su investigación final, representa un avance significativo en el campo de la tecnología prostética y tiene el potencial de mejorar significativamente la calidad de vida de las personas que han sufrido amputación.

La prótesis, diseñada por Brayan Cervantes, Douglas Fernández y Omar Jesús Peley bajo la tutoría del Ingeniero y profesor Francisco Parra Coordinador del Club de Robótica de URBE y la profesora Massiel Marcano, funciona mediante un sensor que capta las señales del cerebro y las transmite a un controlador a través de Bluetooth. El usuario puede controlar la prótesis mediante la concentración y los parpadeos, lo que le permite abrir, cerrar y girar la muñeca.

La prótesis, está diseñada para controlar por medio de señales electroencefalográficas mediante un sensor que capta las señales del cerebro y funciona por medio de conexión bluetooth, brinda una solución a aquellas personas que han tenido amputación y pasaron muchos años sin tener movilidad muscular, según lo explicaron los estudiantes que la diseñaron.

“El punto de partida de nuestro proyecto, fue diseñar una prótesis para mejorar la calidad de vida de aquellas personas que sufren  una amputación a causa de un accidente o alguna otra patología”.

El proyecto nació investigando todos los antecedentes de prótesis que funcionan con señales electroencefalográficas para comprender su estructura muy ajena a lo que es la ingeniería electrónica, entrando al campo de la robótica controlada por señales producidas por el encéfalo.

Omar Jesús Peley explicó que, lo más común en el mercado de las prótesis son las fijas y las que funcionan con señales mioeléctricas que son aquellas generadas por la contracción de algún músculo de cualquier extremidad.

El modelo de “mano robótica” está totalmente realizado en impresión 3D, cada pieza va ensamblada y unida con bisagras que simulan las articulaciones, adicionalmente es manejada a través de servomotores conectados con hilos que simulan ser tendones. Estos servomotores al realizar su función pueden abrir, cerrar y girar la muñeca.

¿Cómo funciona la prótesis?

Los estudiantes diseñaron el prototipo de prótesis para ser controlada por medio de la concentración y parpadeos. La persona que la use deberá tener un sensor adherido a su cabeza, el mismo enviará las señales del cerebro a la prótesis.

Las ondas cerebrales se encargan de enviar la señal, luego de un parpadeo y una concentración entre 60 y 70 por ciento, la mano debe cerrarse, tras dos parpadeos se abrirá y con tres parpadeos realizará el giro de la muñeca.

Los diseñadores de la prótesis expresaron que sí la persona no logra el nivel de concentración adecuado, no se ejecutara la acción de movimiento, el prototipo está diseñado para moverse cumpliéndose las dos condiciones de concentración y parpadeo.

El cerebro funciona con cinco ondas cerebrales: alfa, beta, gamma, delta y theta, cada una posee una frecuencia determinada, el equipo diseño la prótesis para trabajar con alfa y beta las cuales se estimulan cuando una persona está concentrada, son amplificadas por medio del sensor y llegan vía bluetooth hasta el controlador que ejecuta la acción de los servomotores.

El equipo desarrolló el proyecto durante los tres periodos académicos de la investigación, los primeros tres meses fueron de planificación, búsqueda de información, consulta a especialistas y antecedentes, posteriormente se inició el proceso de ensamblaje.

La prótesis fue diseñada para que cualquier persona que haya sufrido una amputación pueda usarla, luego de un entrenamiento, la persona debe estar capacitada para llevar su concentración al nivel requerido.

El equipo tiene previsto realizar mejoras al prototipo, hasta ahora el mismo, permite darle cierta funcionabilidad a la persona con el entrenamiento necesario.

Para hacerla lo más eficaz posible, la fuente de energía con la cual opera es una batería de litio que se carga a través de un cargador con un puerto USB, la misma tiene una duración de aproximadamente 48 horas.

Los jóvenes enfrentaron diversos retos en el camino de elaboración de la prótesis, desde la escases de impresoras 3D, hasta la elección del material que era necesario usar, el cual debía ser resistente al momento de levantar algún objeto pesado, por ello, eligieron imprimir la prótesis con un material que ofrece resistencia llamado PETG que es un filamento de polietileno muy famoso en el mundo de la impresión 3D.

Otra característica que resaltaron los estudiantes, es el costo de la prótesis, otros modelos que trabajan con movilidad muscular puede oscilar entre 5 y 6 mil dólares y deben ser traídas de otros países. La idea fue crear una prótesis de bajo costo que pueda ser accesible a todos.

Como equipo, Brayan Cervantes, Douglas Fernández y Omar Jesús Peley vivieron un sinnúmero de situaciones durante el desarrollo de este proyecto, sin embargo, uno a uno fueron sorteando todos los obstáculos hasta ver culminado con éxito el prototipo de prótesis que promete ser una solución eficaz y de bajo costo para las personas que han sufrido amputación del antebrazo.