El control de las manos protésicas dio un salto en su desarrollo gracias a la aplicación de sensores ultrasónicos.
Un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer de Ingeniería Biomédica (IBMT) en Sulzbach, Alemania, ha estado trabajando en un proyecto de investigación de la Unión Europea para mejorar el control de las prótesis hasta el nivel de los dedos individuales. El avance se alcanzó a través del proyecto Soma.
En las prótesis mioeléctricas tradicionales, se emplean electrodos que se colocan en la piel para captar las señales eléctricas generadas por las contracciones musculares.
Las señales se envían a un módulo electrónico que controla la prótesis, pero el proyecto Soma ha demostrado que se puede lograr un control mucho más preciso y sensible utilizando sensores ultrasónicos.
La nueva técnica implica el uso de estos sensores ultrasónicos que emiten continuamente pulsos de sonido hacia el tejido muscular del antebrazo.
A diferencia de los impulsos eléctricos, las ondas sonoras son reflejadas por el tejido, y el tiempo que tardan en propagarse proporciona información detallada sobre la profundidad de las fibras musculares que reflejan las ondas.
Esto permite un análisis minucioso de las contracciones musculares y la identificación de patrones de activación para movimientos específicos.
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La evolución de las manos protésicas
El objetivo del proyecto es que un software controlado por inteligencia artificial (IA) se encargue de esta identificación.
La IA se encuentra en una caja electrónica que el usuario lleva consigo, y esta electrónica puede enviar señales decodificadas como comandos a los actuadores de la mano protésica, lo que desencadena el movimiento de los dedos protésicos en tiempo real.
El Dr. Marc Fournelle, jefe del grupo de Sensores y Actuadores de Fraunhofer IBMT, señala que “el control basado en ultrasonidos actúa con mayor sensibilidad y precisión de lo que sería posible con los electrodos. Los sensores son capaces de detectar diferentes grados de libertad, como flexión, extensión o rotación”.
Los transductores de sonido piezoeléctricos utilizados en el proyecto emiten pulsos a frecuencias de 1 a 4 MHz, y al menos 20 sensores proporcionan datos sobre la posición de las fibras musculares. En la actualidad, estos sensores se integran en un brazalete, pero en etapas posteriores, podrían incorporarse en la propia mano protésica.
Los usuarios deben completar una breve sesión de entrenamiento que dura solo unos minutos para vincular las señales musculares con los movimientos deseados.
El Imperial College de Londres ha desarrollado el proceso de IA para reconocer patrones de movimiento y realizado pruebas iniciales en sujetos.
En la siguiente fase del proyecto, los investigadores buscan mejorar la resolución temporal de los sensores y reducir el tamaño de la electrónica para un control más preciso y cómodo de las prótesis.
También buscan implementar un sistema bidireccional en el que el cerebro pueda recibir información sensorial de la prótesis a través de electrodos implantados en los nervios o sobre ellos.
El avance podría permitir que las prótesis proporcionen retroalimentación a los usuarios, como la sensación de cuánta fuerza deben aplicar al sostener un objeto, lo que podría revolucionar la funcionalidad de las manos protésicas.
Con información de Institution of Mechanical Engineers.
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