Diseño y control de un sistema interactivo para la rehabilitación de tobillo: TobiBot

Resumen

Los seres humanos siempre están expuestos a sufrir lesiones en el tobillo que pueden causar un daño muscular permanente. No obstante, con una rehabilitación adecuada, el tobillo se cura rápidamente sin convertirse en un problema crónico. La rehabilitación en un sentido general tiene el objetivo de restablecer el movimiento perdido debido a un incidente traumático a través de terapia física. En este artículo se presenta el diseño y control de un sistema interactivo (TobiBot) de 1 gdl para pacientes que requieran de una rehabilitación de tobillo. Se presenta un análisis biomecánico de los movimientos básicos del tobillo de dorsiflexión/plantarflexión usando cinemática para determinar el diseño mecatrónico del rehabilitador. Se presenta una interfaz gráfica de usuario para facilitar la interacción hombre-máquina, también esta interfaz cuenta con un modo videojuego para la rehabilitación del tobillo. Se propone un esquema de control PID para gobernar los movimientos suaves y precisos de rehabilitación pasiva y un controlador de impedancia para movimientos de rehabilitación activa. Se presentan pruebas de funcionamiento del prototipo con pacientes sanos utilizando los esquemas de control propuestos para mostrar la respuesta suave y controlada de los movimientos de rehabilitación. Los resultados experimentales obtenidos demuestran el gran potencial de TobiBot para asistir en la rehabilitación de tobillo.