Browsing by Author "Germany Morrison, Enrique Ignacio"
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Item Algoritmo de estimación de movimientos de los dedos de la mano a través de un arreglo de sensores de electromiografía superficial(Universidad de Concepción, 2014) Germany Morrison, Enrique Ignacio; Pino Quiroga, Esteban JavierLa prost´etica es la disciplina encargada de generar dispositivos para reemplazar partes del cuerpo que se han perdido por accidentes traum´aticos o por problemas cong´enitos. Desde siglos se han ido desarrollando diversos prototipos de dispositivos y con el paso del tiempo y la integraci ´on tecnol´ogica, han aumentado sus grados de destreza y capacidad para asimilar movimientos m´as completos y naturales. El control mioel´ectrico ha permanecido como el principal m´etodo de control a utilizar por diversos desarrolladores a lo largo del mundo, sin embargo, no es suficiente, ya que el funcionamiento muscular es complejo, por lo que herramientas avanzadas son utilizadas para intentar decodificar de buena forma la intenci´on del usuario de la pr´otesis. En este trabajo se abarca la aproximaci´on de control mioel´ectrico, adoptando un cambio de paradigma desde el control discreto entre clases definidas, decodificadas mediante reconocimiento de patrones, a un mecanismo de estimaci´on continua utilizando funciones de mapeo. El sistema se compone de dos partes, primero una secci´on de hardware que realiza la adquisici ´on de datos y segundo, una secci´on software que realiza la estimaci´on de posici´on. La parte de hardware permite de forma simult´anea registrar se˜nales de electromiograf´ıa (EMG) y de referencia del posicionamiento de los dedos de la mano. Las se˜nales son adquiridas mediante un electromi´ografo de 8 canales y un guante con sensores de flexi´on respectivamente. La parte de software debe digitalizar y guardar los datos a modo de utilizarlos en an´alisis posteriores. Utilizando MATLAB se procesaron las se˜nales y se dise˜n´o e implement´o un modelo de redes neuronales artificiales para estimar, desde las se˜nales de EMG, las posiciones de cada dedo de forma independiente. Las se˜nales estimadas se validaron mediante an´alisis de correlaci´on, con respecto a las se˜nales de referencia del guante. Los resultados avalan que este m´etodo logra de buena forma generar una relaci´on entre la actividad muscular y la posici´on de cada dedo de forma independiente, lo que otorga mayor libertad de movimientos y no requiere estados discretos que limitan al sistemaItem Diseño e implementación de una prótesis mioeléctrica de mano con manipuladores intercambiables energizados mediante enlaces inductivos resonantes.(Universidad de Concepción, 2020) Germany Morrison, Enrique Ignacio; Aqueveque Navarro, Pablo EstebanEl desarrollo de prótesis de miembro superior ha sido fuertemente impactado por los desarrollos tecnológicos en los últimos años, generando significativos avances no solo en materialidad, resistencia y apariencia, sino que también en su usabilidad, control y destreza. Este trabajo de tesis considera aportes de investigación en 3 aspectos relevantes para el desarrollo de prótesis mioeléctricas que impactan el grado de destreza y usabilidad de este tipo de dispositivos. En primer lugar, se conceptualizan y desarrollan sistemas de energización inalámbrica basadas en enlaces inductivos para transferir energía entre el soquete y manipulador, incluyendo sistemas de control de energización que permiten optimizar la transferencia de energía. Segundo, se proponen y desarrollan manipuladores simples, con baja cantidad de grados de libertad, pero intercambiables de forma rápida y sencilla, controlables mediante señales de electromiografía. Para lo anterior, se realizan pruebas del sistema con voluntarios amputados. Tercero, se realizan aportes en conceptualización diseño y caracterización de sensores táctiles mediante sensores capacitivos. Los resultados muestran que los manipuladores se anclan mecánicamente al soquete y se energizan de forma inalámbrica mediante enlaces inductivos resonantes alcanzando eficiencias de transmisión de energía del 69% (incluyendo pérdidas en sistema inversor y etapa de rectificación). La prótesis desarrollada cuenta con tres variantes de manipuladores, los cuales se energizan de forma inductiva e intercambian información de control mediante enlace Bluetooth. Se validan de forma satisfactoria los sistemas de control y energización del dispositivo mediante pruebas de control y destreza a través de la “Prueba de Caja y Cubos”.Item Retroalimentación táctil y control mioeléctrico para prototipo de mano protésica.(Universidad de Concepción, 2015) Germany Morrison, Enrique Ignacio; Pino Quiroga, Esteban JavierLa falta de retroalimentación sensorial en los dispositivos existentes, es una de las principales razones por la que los usuarios no pueden realizar un buen control de las prótesis. El objetivo de esta tesis se centra en la investigación de una metodología de retroalimentación sensorial para ser usada en prótesis activas. El proyecto incluye la construcción de tres prototipos de prótesis electromecánicas de mano mediante la utilización del proceso de fabricación de impresión 3D. Estos prototipos fueron dotados con actuadores eléctricos para implementar los movimientos mecánicos de las articulaciones de los dedos. El control de las prótesis se basa en un algoritmo a base de redes neuronales artificiales, el cual mediante la adquisición y procesamiento de señales electromiografías de superficie (sEMG) permite estimar la posición de cada dedo de la mano. Además se realiza un estudio respecto a una metodología de estimulación eléctrica transcutánea para inducir sensaciones en la palma y los dedos de la mano. Utilizando esta metodología de estimulación, diferentes usuarios alcanzaron la percepción de una variada gama de sensaciones, las cuales pudieron ser moduladas en intensidad mediante la variación de parámetros de estimulación. Conforme a lo anterior, mediante sensores de fuerza ubicados en la palma y dedos de las prótesis se puede sensar la fuerza de agarre y controlar el sistema de estimulación eléctrica modificando parámetros del tren de pulsos. Esto permitirá al usuario sentir y discriminar la fuerza con la que la mano protésica está apretando. Este proyecto de tesis contribuye a la investigación y desarrollo de dispositivos protésicos. No solo propone un método de control intuitivo, sino que además entrega nueva evidencia de metodologías de estimulación eléctrica para ser utilizadas como mecanismos de retroalimentación no visual para prótesis robóticas.