Adquisición de señales SEMG con electrodos secos para el control de movimiento de dedos en una prótesis robótica fabricada en una impresora 3D

Acquisition of SEMG signals with dry electrodes for the control of fingers movement in a robotic prosthetics made in a 3D printer

Este artículo presenta la comparación de dos tipos de electrodos, húmedos del tipo Ag/AgCl y secos de acero Inoxidable, y el desarrollo de la adquisición y filtrado de señales SEMG (Señales electromiográficas superficiales) para el control de una prótesis robótica, fabricada en una impresora 3D, para personas con amputación del miembro superior. El trabajo muestra que es factible la utilización de electrodos secos de acero inoxidable para la correcta obtención de las señales del músculo y el control de la prótesis. Además, se muestra la posibilidad de realizar el movimiento de dedos en forma secuencial mediante el uso de un solo sensor (conformado por tres electrodos en un solo módulo y un amplificador de señales) utilizando un filtro pasa bajo digital. Los resultados de esta investigación servirán para el desarrollo de prótesis más avanzadas y con componentes comunes para personas con discapacidad, y así, estas personas puedan tener una mejor calidad de vida.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, se han visto numerosos avances en lo referente a prótesis robóticas altamente similares en apariencia y con prestaciones cada vez más cercanas a las de una extremidad real 1), (2-3. Actualmente, en varios lugares del mundo, se realizan investigaciones que proporcionan gran cantidad de desarrollos con el fin de mejorar las prótesis de extremidad superior, mediante el uso de materiales inteligentes, sensores, actuadores y aplicaciones para la adquisición, filtrado y manejo de señales mioeléctricas residuales, normalmente de los músculos del muñón, para el control efectivo de una prótesis de mano 4-6.

Entre los avances realizados recientemente, podemos encontrar el realizado en Japón por la compañía Exii 7, quienes diseñaron un prototipo de un valor aproximado de 30.000 yenes (220 euros). Esta prótesis permite coger objetos con facilidad sin emplear complejos y costosos sistemas, como la conexión cerebral o el movimiento independiente de cada dedo mecánico. Esta simplicidad técnica, permite construir modelos más económicos.

Otro de los trabajos realizados recientemente se tituló "Mano controlada por señales musculares" y fue presentado en Uruguay en septiembre de 2015 8. En esta investigación se desarrolló un prototipo de prótesis donde se logró adquirir y visualizar las señales electromiográficas superficiales, en adelante señales SEMG, mediante electrodos y después se procesó y optimizó.