Diseño e implementación de un controlador difuso para un actuador blando utilizado en un exoesqueleto robótico flexible para la rehabilitación de extremidades inferiores en recién nacidos con mielomeningocele

• Autor: Centeno Untiveros, Luis Esteban
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/393
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/393
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Robótica; Dispositivo exoesqueleto; Rehabilitación; Mielomeningocele; Extremidad Inferior; Robotics; Exoskeleton Device; Rehabilitation; Myelomeningocele; Lower extremity; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00

El presente trabajo formó parte del proyecto financiado por PROCIENCIA, cuyo objetivo principal fue automatizar la rehabilitación de las piernas de bebés de hasta seis meses de edad con mielomeningocele. La rehabilitación de los bebés afectados consiste en realizar movimientos de flexión y extensión en la pierna por un especialista en terapia física. Además, en colaboración con un especialista médico, se establecieron las siguientes especificaciones a cumplir: tres segundos de flexión, cinco de extensión y cinco de reposo entre cada movimiento de la rodilla, asegurando que el movimiento sea suave en todo momento. Para ello, se utilizó un actuador flexible accionado por vacío como parte del sistema de rehabilitación. El controlador se enfrentó a dos desafíos principales: las variaciones antropométricas y la falta de un modelo matemático. El primero se refiere a la necesidad de que el controlador pueda funcionar dentro de un rango de pesos y longitudes que se asemejen a los de un recién nacido de hasta seis meses de edad. Por otro lado, el segundo desafío radica en la ausencia de un modelo matemático, lo que limita considerablemente las opciones de controladores disponibles para su implementación. Teniendo en cuenta estos desafíos, se propuso el uso de un controlador difuso. Los resultados de la implementación demostraron que el controlador difuso es capaz de cumplir con los requisitos de movimiento dentro del rango de cero a seis meses sin necesidad de ajustar sus parámetros internos para cada mes. También se implementó un controlador PID para realizar una comparación, sin embargo, este mostró ser muy sensible a las variaciones antropométricas entre los distintos meses, lo que dificultó (en algunos casos) obtener las ganancias adecuadas para cumplir con los requisitos propuestos.