Bionica quick

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    11-Dec-2015

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Bionica quick

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTINFACULTAD DE PRODUCCIN Y SERVICIOSESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRNICA

Primera Monografa de Ing. BiomdicaTema: BinicaDocente: Ing. Erasmo Sulla Espinoza

Integrantes:Torres Machaca, Luis A.Santana Solis, Luis A.

03 Setiembre del 2015

Arequipa 2015-BINDICE

Resumen1IntroduccinDesarrolloEvolucin de la prtesisQu es la binica?2Prtesis3Tipos de prtesis Prtesis pasivas Prtesis mecnicas Prtesis elctricas Prtesis neumticas Prtesis mioelctricas Prtesis hibridasPrtesis de mano binica4Exo esqueleto5Prtesis coclear6GlosarioBibliografa7

ResumenEn este documento se realizara una idea general del estudio acerca del tema de la binica. Gracias a la binica, una de las ramas de la robtica, se logra reemplazar miembros humanos por artefactos distintos a los naturales convirtindose en una herramienta de gran ayuda para personas con/sin ciertas discapacidades. Con el pasar de los aos, el campo de la robtica aplicada al ser humano (Binica) ha proporcionado al ser humano extremidades complementarias, las mismas que se vuelven cada vez ms eficientes.

INTRODUCCIONDesde hace tiempo el hombre se ha enfrentado ya sea a situaciones peligrosas o sido blanco de enfermedades en las cuales ha sido inevitable la perdida de alguna de sus extremidades y en el peor de los casos de su vida, un claro ejemplo son las guerras en donde los soldados moran o eran mutilados en el fervor de la batalla o en la actualidad los accidentes de trnsito, malas prcticas deportivas, enfermedades cancergenas, etc. Y ya que la tecnologa ha avanzado a paso agigantados y siempre con el mismo objetivo, el de facilitar de alguna manera la vida del ser humano, es as que surge la necesidad de reemplazar ciertas partes del cuerpo por aparatos robticos o mejorar ciertas caractersticas del mismo.

DESARROLLOEvolucin de las prtesisEl uso de las prtesis tiene un pasado compartido con respecto a nuestra historia desde tiempos muy antiguos, y este ha ido evolucionando junto a la adquisicin de conocimiento del hombre. La transformacin de las prtesis es larga y est plagada de historias, desde sus comienzos primitivos, pasando por el sofisticado presente, hasta las increbles visiones del futuro.Al igual que en otros campos, algunas ideas e invenciones han funcionado y se han explorado ms detalladamente, como el pie de posicin fija, mientras que otras se han dejado de lado o peor an, se volvieron obsoletas, como el uso de hierro en las prtesis. El largo y complejo camino hacia la pierna computarizada comenz alrededor del ao 1500 a.C. y, desde entonces ha estado en constante evolucin. Ha habido muchos perfeccionamientos desde las primeras patas de palo y los primeros ganchos de mano, y el resultado ha sido la fijacin y el moldeado altamente personalizado que se encuentran en los dispositivos actuales.

Qu es la Binica?La palabra binica (ciencia que estudia como los seres vivos realizan ciertas tareas, para luego crear aparatos electrnicos que los imiten) fue acuada en 1958, por el medico estadounidense Jack Steele (1924-2009). El primer elemento (bio-), viene del griego bios (bios = vida, como en biologa). El segundo elemento (-nica) es la terminacin de la palabra electrnica.La palabra bios se vincula con la raz indoeuropea *gwei- (vivir), de donde nos viene la palabra vida a travs del latn vita.La binica engloba varios conocimientos interdisciplinarios entre la biologa y la electrnica cuyo propsito es la creacin de sistemas artificiales para producir caractersticas y la estructura de organismos vivos.

Mano binica, que permite sentir lo que se est tocando

Prtesis binica que imita el movimiento natural de la flexin del tobillo

PrtesisEs la sustitucin de un rgano del cuerpo o un miembro por otro con un dispositivo o aparato en especial que reproduce lo mejor posible la parte que falta o est daada.Tipos de prtesis Prtesis pasivas.- Son conocidas como prtesis estticas, estas no tienen movimiento, su funcin es solo cubrir el aspecto esttico del miembro amputado Prtesis mecnicas.- Estas cumplen las funciones bsicas como apertura y cerrado de la mano. Estn limitadas para el agarre de objetos grandes y a movimientos imprecisos. Prtesis Elctricas.- Su uso se basa en motores elctricos, que pueden controlarse mediante servo-motores, pulsantes o interruptores. Posee desventajas como reparacin muy costosa, su peso y al estar expuesto a ambientes hostiles se deteriora Prtesis Neumticas.- Estas hacen uso del aire de presin obtenido de un compresor, esta puede proporcionar una gran fuerza y rapidez de movimiento pero los dispositivos que se complementan para su control son relativamente grandes y su mantenimiento costoso Prtesis mioelctricas.- Estas prtesis son de mayor aplicacin en la actualidad, debido a que brindan un mayor confort y un elevado porcentaje de precisin y fuerza, basado en la obtencin de seales musculares obtenidas mediante el uso de electrodos. Prtesis Hibridas.- Estas son utilizadas por personas que tienen amputaciones por encima del coso, ya que fusiona la accin del cuerpo con el accionamiento por electricidad.

Prtesis de mano binica (cyberhand)La mano de 3 dedos RTR2 ha sido rediseada. Con el fin de mejorar la funcionalidad de agarre de la mano y su antropomorfismo, todas las falanges tienen una forma cilndrica sin los bordes filosos. Sus dimensiones son mucho ms cercanas al antropomorfismo y las falanges ms cercanas tienen un dimetro de tan solo 16 mm. Cada dedo es subactuado y el mecanismo es el mismo que el RTR2.

Mano RTR2

Mano prosttica de 5 dedos es actuada por 5 motores DC, 1 para cada dedo (flexin/extensin) + uno para el posicionamiento del pulgar (aduccin/abduccin)Caractersticas mecnicas:

Nmero de DoFs: 16 Nmero de DoMs (nmero de motores): 6 (1 para cada dedo + 1 para el pulgar (abduccin/aduccin) Tipo de actuacin: motores DC Tipo de trasmisin: tendones Pulgar Trapezo-metacarpiano rango articular abduccin / aduccin: 0-120 Rango de flexin de la juntura: 0-90 Mxima fuerza de agarre: 40 N (durante agarre cilndrico) Punta mxima se vuelque vigor: 15 N Capacidades de agarre: cilndrica, esfrica, lateral, tridigital, bidigital Peso de la estructura de la mano: 450 gramos Mximo tiempo de cierre: 3 segCaractersticas electrnicas:

Nmero de sensores de posicin: 21 (6 motores DC hechos con encoders + 15 sensores de juntura) Nmero de sensores de fuerza: 8 (3 3 sensores de fuerza la yema del dedo + 5 sensores de tensin de cable) Nmero de sensores de contacto: 15 (1 para cada falange) Tipo de control del arranque: posicin, velocidad y control de la fuerza.

Exo esqueletoCmo Funciona un Exoesqueleto?Qu es un exoesqueleto? Exo es una palabra griega que significa fuera. De manera opuesta al esqueleto humano normal, el cual sostiene el cuerpo desde adentro, un exoesqueleto sostiene al cuerpo desde afuera. Los exoesqueletos usualmente son diseados para permitir caminar o aumentar la fuerza y resistencia a las personas con desordenes de movilidad.Los exoesqueletos tienen varios componentes clave:Marco: Usualmente hecho de materiales ligeros, el marco debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del cuerpo as como el peso del exoesqueleto y sus componentes. El marco tambin debe poder sostener el cuerpo en su lugar de una manera segura sin el riesgo que quien lo usa se caiga. El marco usualmente tiene una serie de uniones las cuales coinciden con las uniones del cuerpo, en la cadera, la rodilla y tobillo.Bateras: Deben poder hacer funcionar el exoesqueleto la mayor parte del da o ser fciles de reemplazar para que las bateras agotadas puedan quitarse fcilmente y ser reemplazadas con bateras cargadas durante el da. Las bateras deben ser ligeras y pequeas para que el exoesqueleto no sea ni pesado ni voluminoso. Las bateras tambin deben ser de recarga rpida para que el exoesqueleto est listo para el siguiente da.Sensores: Estos capturan la informacin sobre como el usuario desea moverse. Los sensores pueden ser manuales, como una palanca, o pueden ser elctricos y detectar los impulsos fisiolgicos generados por el cuerpo, o los sensores pueden estar combinados con dispositivos como un control remoto y un detector de movimiento que permite a quien lo usa cambiar el movimiento de caminar a subir gradas. La informacin capturada por los sensores es enviada a la computadora para ser analizada.Controlador: Acta como el cerebro del dispositivo, el controlador es una computadora a bordo la cual toma la informacin capturada por los sensores y controla a los actuadores. La computadora coordina a los distintos actuadores en el exoesqueleto y permite al exoesqueleto y su usuario, pararse, caminar, subir o descender.Actuadores: Si el marco es como los huesos del cuerpo y el controlador el cerebro, entonces los actuadores son como los msculos que ejercen el movimiento. Los actuadores son usualmente motores elctricos o hidrulicos. Usando la energa de las bateras y la informacin enviada por la computadora, los actuadores mueven el exoesqueleto y la persona que lo usa.Control de Balance y Paso: La mayora de los exoesqueletos actuales no ofrecen control de balance o paso. Los exoesqueletos actuales requieren que el usuario tenga suficiente fuerza de la parte superior del cuerpo para que el exoesqueleto y el usuario no se caigan. El balance de los exoesqueletos actuales es usualmente controlado con el uso de muletas. Tambin, la mayora de exoesqueletos en la actualidad no imitan el paso humano normal. Caminar ha sido descrito como el caer hacia delante de manera controlada. Con cada paso, lanzamos nuestros cuerpos hacia adelante y movemos el otro pie para que nos reciba y evite que nuestros cuerpos caigan al suelo. El paso humano normal se mueve de taln a pie y de pie a punta cuando caminamos. Nuestro paso cambia cuando caminamos hacia adelante o hacia atrs, o subimos una grada o bajamos una colina. Los exoesqueletos de la actua