Sistema robótico multimodal para análisis y estudios en biomecánica, movimiento humano y control neuromotor

Resumen

Actualmente existe una emergente necesidad en disponer de sistemas y plataformas que potencien estudios en diferentes ámbitos de investigación, que permitan establecer y configurar una serie de experimentos para explorar en aspectos relativos al movimiento humano, de control neuromotor o al análisis biomecánico, entre otros. La presente tesis doctoral abarca tres vertientes: científica, tecnológica y experimental. La componente tecnológica se refiere a la implementación física de una plataforma robótica multimodal para análisis neuromotor. La componente científica está centrada en el modelado de la dinámica de las articulaciones humanas (específicamente el codo) y con la relación de dicha dinámica (en términos de viscoelasticidad) con la información EMG del grupo muscular asociado a la articulación. Finalmente, la componente experimental se centra en la elaboración de un protocolo y la realización de una serie de medidas con sujetos. La tesis se orienta a diseñar, implementar y evaluar un sistema, compuesto por un exoesqueleto robótico de miembro superior y otros módulos independientes, que al actuar de forma integrada dan una solución multimodal al estudio neuromotor humano. De este modo, se han desarrollado tanto el exoesqueleto como las diversas herramientas y se han integrado dentro de una estructura común, en un esquema multimodal, para llevar a cabo mediciones simultáneas de variables biomecánicas y bioeléctricas. Como evaluación del sistema, éste ha sido usado para modelar el comportamiento dinámico (en términos de impedancia mecánica) de la articulación del codo y determinar la viabilidad de estimar la impedancia mecánica asociada a la misma partir de los patrones de activación de los músculos asociados al movimiento de dicha articulación, específicamente bíceps y tríceps braquial.