Desarrollo e implementación de diversos test de evaluación para manos robóticas y/o protésicas, centrados en agarre y fuerza

Abstract

Este trabajo de final de máster se desarrolla dentro del grupo de investigación de Biomecánica y Ergonomía de la Universidad Jaume I en el contexto de los proyectos de investigación BENCHHAND [1] y EXPHAND. El objetivo del proyecto es implementar diferentes sistemas de ensayo de acuerdo a las propuestas del NIST [16][17][18] (National Institute of Standards and Technology) y el IEEE Technical Committee on Robotic Hand Grasping and Manipulation. El objetivo final de los sistemas a desarrollar y de los métodos propuestos por el NIST es la medida, con protocolos normalizados, de las fuerzas de agarre realizadas por los dedos o la mano completa de una mano artificial, así como la capacidad de su sistema de control para realizar las fuerzas deseadas. Aunque se han propuesto en la literatura gran variedad de test para evaluar manos robóticas, protésicas e incluso para compararlas con manos humanas, existe una gran disparidad en los protocolos y equipos de medida empleados. Desde el NIST se han propuesto recientemente (2015) diversos test para evaluar características de las manos de forma precisa, aunque no todos se han llevado a la práctica. De entre los test propuestos, se trabajará en los que plantean la medida de: · Fuerza ejercida por un solo dedo. · Fuerza máxima de agarre de la mano completa. · Tiempo necesario para realizar un agarre. El objetivo del TFM es, por lo tanto, desarrollar e implementar estos tests de forma que sea posible comparar de forma objetiva las manos que se van desarrollando en el grupo con las existentes en el mercado o en otros grupos de investigación. Para la realización del proyecto se emplearán diversas disciplinas de la ingeniería industrial, especialmente en el área de ingeniería mecánica y electrónica. Para el desarrollo del mismo se seguirán las siguientes fases: ● Selección de los benchmarks a desarrollar tomando como muestra los propuestos por el NIST. ● Determinación de los elementos necesarios para la realización de los test. ● Fabricación de los elementos necesarios para la realización de los test, es decir, se realizará el diseño, se modelará en el software de diseño SolidWorks y se empleará la técnica de impresión 3D para fabricar dichos elementos. ● Implementación de los test con la electrónica conveniente para poder leer los resultados obtenidos. ● Pruebas preliminares de uso, repetibilidad, fiabilidad, etc. ● Desarrollo de los protocolos de ensayo y los manuales de utilización para el posterior uso de los test desarrollados. Se desea obtener unos test funcionales con un protocolo de desarrollo del test, así como una guía de montaje y desmontaje para cada uno de los test implementados. A su vez, se estudiará la definición de versiones alternativas de los diferentes test abordables con diversos presupuestos y se analizarán las diferencias de precisión y montaje requeridas por las mismas.Este TFM incluirá los documentos básicos de todo proyecto, los cuales se indican en la Norma UNE 157001:2014: Memoria con los anexos pertinentes, los planos de los elementos fabricados, el pliego de condiciones y el presupuesto.