UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA

ESTUDIANTES: CAERO CABRERA LUIS ANGEL

CESPEDES CARRILLO MAYRA ALEJANDRA

LOPEZ ESPINOZA DEISY

MELGAREJO ARROYO JESSICA PAMELA

MATERIA: ROBÓTICA

DOCENTE: GARCIA PEREZ CARMEN ROSA

FECHA: 26 DE SEPTIEMBRE DE 2019

COCHABAMBA - BOLIVIA

BIÓNICA

INTRODUCCIÓN

Desde hace tiempo el hombre se ha enfrentado a varias situaciones peligrosas en las cuales ha sido inevitable la perdida de alguna de sus extremidades y en el peor de los casos su vida, un claro ejemplo son las guerras en donde los soldados morían o perdían algunas de sus extremidades en los enfrentamientos armados, o en la actualidad: accidentes tránsito, malas prácticas deportivas, enfermedades cancerígenas, etc. La tecnología ha avanzado a pasos agigantados y siempre con el mismo objetivo, el de facilitar de alguna manera la vida del ser humano, es así que surge la necesidad de reemplazar con aparatos robóticos alguna extremidad del cuerpo o mejorar la movilidad del mismo. En este documento se pretende realizar el estudio del arte, destacando el desarrollo de las prótesis de manos, un invento que será de gran ayuda para personas que poseen esta discapacidad

¿QUE ES LA BIÓNICA?

La Biónica: Esta es una ciencia que estudia los fenómenos y diseño de aparatos o maquinas que funcionan de acuerdo a principios observados en los seres vivos; la biónica puede sustituir órganos de los seres vivos por componentes electrónicos.

La biónica nos ayuda día a día desde sus inicios ha existido sin nombrarla así desde el principio de la historia del ser humano, con la creación de herramientas o de artefactos que ayudan al ser humano a desempeñarse mejor en su ambiente.

Leonardo Da Vinci se inspiró en diversos mecanismos naturales para llevar a cabo sus obras o diseños, como los rudimentos de un primer aeroplano, ornitóptero, que tiene mucha similitud con las alas de un murciélago, y el cual existe un boceto, además de algunos escritos donde detalla sus observaciones de aves y algunos otros animales voladores. Así mismo, se inspiró en diversos mecanismos naturales para llevar a cabo sus símiles artificiales el cual fue inspirado en la naturaleza. Esta deriva en distinto ámbitos, los cuales son: el campo de la medicina, las aplicaciones biónicas en el cuerpo humano.

Existen muchísimos inventos modernos que están inspirados en modelos biológicos, tenemos el caso del radar que se inspira en la eco-localización que tienen los murciélagos para no chocar en la oscuridad, o el velcro el cual está basado en aquellas plantas que se adhieren a la ropa por medio de ganchillos, o el traje de cuerpo completo de los nadadores de competencia, el cual disminuye la fricción con el agua, aumentando la velocidad y que es muy parecida a la piel que cubre a los delfines. También tenemos una gran cantidad de ejemplos desarrollados por distintas universidades que están inspirados en serpientes, arañas, cucarachas, peces e incluso humanos.

La biónica es la aplicación de soluciones biológicas a la técnica de los sistemas de arquitectura, ingeniería y tecnología moderna.

Asimismo existe la Ing. Biónica que abarca varias disciplinas con el objetivo de hacer trabajar juntos sistemas biológicos y electrónicos. Por ejemplo para crear prótesis activas por los robots controlados por una señal biológica o también crear modelos artificiales de cosas que solo existen en la naturaleza entre ellas la visión artificial y la inteligencia artificial.

HISTORIA

La biónica ha existido desde el principio de la historia de ser humano con la creación de herramientas que ayudan al ser humano a desempeñarse mejor en su ambiente.

En la historia se nombra como primer ingeniero en el área de la biónica a Leonardo Da Vinci que escribió sus dos famosos tratados sobre el vuelo de los pájaros entre los años 1486 y 1515. Inspirándose en el aleteo de las aves diseñó su Ornitóptero, fijándose en detalles como el planeo de las aves o el despegue de los pájaros y se acercó bastante al diseño de los actuales alas delta, diseñando varios modelos, para uno o varios pasajeros e incluso de dos pisos, alternando diseños en los que el piloto estaba de pie o recostado.

Los proveyó de amortiguadores simulando las patas de los pájaros para mitigar despegues y aterrizajes y los dotó de elaborados mecanismos de cables, poleas y palancas, mediante las que el piloto debía producir la energía suficiente para mover las alas, que imitaban fielmente el diseño de los pájaros. Igualmente diseñó el predecesor del helicóptero moderno, un tornillo aéreo con unas hélices que giraban comprimiendo el aire para poder alcanzar la sustentación. Pensó incluso en la posibilidad de tener que abandonar la aeronave, así que diseñó un paracaídas, que, a diferencia de los actuales, tenía forma triangular y un armazón de madera.

Sin embargo, Leonardo se dio cuenta él mismo del principal problema del diseño del Ornitóptero: el piloto nunca podría producir la energía suficiente por sí mismo para conseguir la sustentación necesaria para elevarse, ya que los músculos humanos tienen una relación distinta de potencia y peso que los de las aves.

En el área de la arquitectura también se desarrolla la biónica así en 1851 El arquitecto inglés del siglo XIX Sir Joseph Paxton que para diseñar la cubierta del Crystal Palace en Hide Park se basó en un nenúfar sudamericano, cuyas delicadas hojas de hasta 2 metros de diámetro podían soportar 90 kg de peso gracias a un sistema de nervaduras que poseía el reverso de las hojas.

El señor George de Mestral, un ingeniero eléctrico suizo que -como muchísimos otros inventos- tomó la idea desde algún acontecimiento de la naturaleza. En este caso, se gestó en 1941 luego de un día de caza con su perro por los Alpes, cuando se detuvo a analizar los cientos de semillas de bardana que tenía incrustados en su ropa y en el pelaje de su can. Al observarlas de cerca para entender por qué le era tan difícil sacarlas, notó que sus puntas no eran tales, sino que se trataba

de diminutos ganchos. Con eso en mente, decidió embarcarse en la misión de replicarlo en un sistema de cierre con dos cintas; una de ganchos y otra de un tejido donde pudieran anclarse. De hecho, el nombre del Velcro proviene del francés, por la contracción de las palabras “velours” (terciopelo) y “crochet” (gancho).

Inicialmente lo concibió con algodón, pero el material tenía una muy corta vida útil, por lo que definió que lo mejor era el nylon. Más trabajo le costó encontrar cómo emular la otra mitad del tejido, para que fuera resistente y no se desgastara rápidamente con los tirones de los ganchos. En definitiva, le tomó ocho años en lograr los ganchos precisos y otro más para el telar de la otra tira que en definitiva fue con fibras de poliéster.

Así, recién en 1951 presentó la solicitud de patente en Suiza y le fue otorgada cuatro años después. En el intertanto fue haciendo lo propio en varios países de Europa y Norteamérica y abrió las respectivas tiendas, comenzando a conocerse como el “cierre sin cierre”. Le costó trabajo introducirlo en la industria textil, ya que parecía hecho de sobras baratas.

Evolución de las prótesis

Desde la época de las pirámides hasta la Primera Guerra Mundial, el campo de la protésica ha ido evolucionando en un sofisticado ejemplo de la resolución del hombre por mejorar. La transformación de la protésica es larga y está plagada de historias, desde sus comienzos primitivos, pasando por el sofisticado presente, hasta las increíbles visiones del futuro.

Al igual que sucede en el desarrollo de cualquier otro campo, algunas ideas e invenciones han funcionado y se han explorado más detalladamente, como el pie de posición fija, mientras que otras se han dejado de lado o se han vuelto obsoletas, como el uso de hierro en las prótesis. El largo y complejo camino hacia la pierna computarizada comenzó alrededor del año 1500 a. C. y, desde entonces, ha estado en constante evolución. Ha habido muchos perfeccionamientos desde

las primeras patas de palo y los primeros ganchos de mano, y el resultado ha sido la fijación y el moldeado altamente personalizados que se encuentran en los dispositivos actuales.

El 1069 a.C. y 664 a.C

La prótesis hallada más antigua "el dedo gordo del Cairo", perteneciente a una momia egipcia.

Se trata de un artefacto de madera y cuero, albergado en el Museo Egipcio del Cairo, y de un dedo del pie artificial originariamente hallado en el pie

de una antigua momia egipcia, y que hoy está expuesto en el Museo Británico. Según los científicos, estos dos artefactos habrían ayudado a personas a las que les faltaban el dedo gordo del pie al caminar.

Los científicos crearon réplicas exactas de ellos y las probaron con dos voluntarios que habían perdido su dedo gordo del pie derecho. Los resultados obtenidos demostraron que estos artefactos podían funcionar como sustitutos de los dedos ausentes y, por tanto, que fueron prótesis realmente usadas en su época.

El 424 a.C. al 1 a. C.

En 1858, se desenterró en Capua, Italia, una pierna artificial de la época de 300 a. C. Elaborada a base de hierro y bronce perteneciente a una persona amputada por debajo de la rodilla.

Reproducción de la "pierna de Capua". Esta pierna, fabricada con hierro, bronce y forrada en el interior con madera, sirvió de apoyo a un hombre amputado por debajo de la rodilla. La prótesis original se remonta al 300 aC. en pleno Imperio Romano y fue encontrada en Capua (Italia), pero desgraciadamente no ha sobrevivido hasta nuestros días. Se destruyó, en un ataque aéreo, durante la Segunda Guerra Mundial. Actualmente está réplica está expuesta en el Museo de Ciencias de Londres.

Alta Edad Media (476 a 1000)

En esta época las prótesis elaboradas se utilizaban para esconder deformidades o heridas producidas en el campo de batalla, no existió un gran avance.

El Renacimiento (1400 a 1800)

Surgieron nuevas ideas en diferentes ciencias donde se produjo el renacer del campo de la protésica donde se empezaron a elaborar prótesis a base de hierro, acero y cobre.

Principios de 1500

En 1508, se elaboró un par de manos de hierro para un mercenario alemán Gotz von Berlichingen después de haber perdido su brazo derecho en una batalla.

Götz von Berlichingen fue un caballero imperial que vivió a principios del siglo XVI. Era conocido como “Mano de Hierro” ya que en su brazo derecho llevaba una prótesis completamente funcional con la que Berlinchingen podía empuñar su espada, librar batallas, manejar las riendas de su caballo e incluso escribir.Por desgracia se ignora absolutamente todo sobre su origen y se desconoce quien la diseñó.Se tardarán más de cuatro siglos en volver a ver algo semejante. Hasta principios del siglo XX, cuando el doctor Sauerbruch desarrolló una prótesis similar con un diseño basado en el mecanismo de la mano de Berlichingen.

Mediados y fines de 1500

Ambroise Paré el barbero del Ejército Francés introdujo modernos procedimientos de amputación y del diseño prótesis para extremidades inferior y superior. Inventó un dispositivo por encima de la rodilla y una prótesis de pie con posición fija y arnés ajustable, control de bloqueo de la rodilla y otras características de ingeniería usados en los dispositivos actuales.

Siglo XVII al XIX

En 1696, Pieter Verduyn desarrolla un una prótesis por debajo de la rodilla sin mecanismo de bloqueo, esta sentaría bases de los actuales dispositivos de articulación y corsé.

En 1800, James Potts diseñó una prótesis de pierna de madera con encaje, una articulación de rodilla en acero y un pie articulado controlado por tendones de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo.

Tiempos Modernos

Debido a la Guerra Civil Estadounidense, la cantidad de amputados se incrementó, lo que vio necesario ingresar al campo de la protésica. Los dispositivos utilizados en ese tiempo no eran del agrado de las personas que lo portaban y se sentían desconformes. Hoy en día los dispositivos utilizados son más confortables ya sea por su peso, es decir están elaborados a base de plástico, aluminio, etc.

Robótica

Hoy en día todavía se está investigando a la robótica en la medicina, con resultados muy satisfactorios, los cuales a largo plazo se podrán disfrutar. La robótica ha venido a revolucionar el campo de la medicina y en la actualidad posee diversas aplicaciones al servicio de la salud. Aunque muchas de estas aplicaciones están en fase de prueba e investigación, muchas otras ya se emplean alrededor del mundo con resultados muy satisfactorios

FUNCIONAMIENTO

¿Cómo funcionan las Prótesis Biónicas?

La biónica es una rama de la cibernética que trata de simular el comportamiento de los seres vivos por medio de instrumento mecánicos. En el campo de la medicina una de sus aplicaciones es la

sustitución de miembros mediante denominadas PRÓTESIS BIÓNICA. Estos implantes intentan suplir la ausencia de la extremidad, pretenden ofrecer la misma funcionalidad e incluso mejorarla mediante la activación de señales biológicas de los nervios motores.

Funcionamiento de las prótesis biónicas:

BRAZO:

1) Los cirujanos re direccionan los nervios que se conectaban con el brazo y los implantan en músculos del tórax.

2) Cuando el paciente piensa en una acción, como mover el brazo, la mano, etc., la orden viaja por los nervios y provoca pequeñas contracciones especificas en el tórax.

3) Dichas contracciones son captadas por una serie de sensores especiales, que transmiten las señales eléctricas a la computadora del brazo.

4) La computadora ordena al brazo realizar los movimientos específicos.

PIERNA:

A diferencia del brazo biónico, el “propio foot”, no interpreta órdenes del cerebro, sino que conjuga los movimientos musculares de quien lo utiliza con el tipo de terreno y de marcha para reemplazar las funciones de una pierna con la mayor fidelidad posible.

Un acelerómetro (medidor de vibraciones) analiza los movimientos de la pierna unas 1000 veces por segundo.

Los datos son interpretados por una computadora que ordena los ajustes adecuados.

El propio foot puede rotar, elevarse y ajustarse de tal forma que la marcha sea lo más confortable posible, aun al caminar en pendientes o al subir escaleras, que suelen convertirse en obstáculos para las personas amputadas.

En general no es necesario que el usuario realice ajustes, ya que la prótesis detecta y analiza automáticamente cualquier cambio y realiza los ajustes constantemente.

COMPONENTES

Los materiales utilizados para la fabricación de prótesis biónicas deben presentar buena resistencia a la corrosión, ya que se produce oxidación en el metal por el ambiente hostil. No todos los materiales metálicos son aceptados biológicamente por parte de los tejidos que están en contacto con ellos. Los materiales más usados son:

El hierro:

Acero inoxidable la microestructura que presenta es austenitica(mayor aleación posible). Contiene cromo. Se puede trabajar fácilmente en caliente o frio.

Titanio:

Presentando fase alfa con estructura hexagonal. Ventajas en la biomédica por su módulo de elasticidad. La aleación Ti4Al4V es la más utilizada.

La fibra de carbono:

Fibra sintética constituida por finos filamentos compuestos de carbono.

Muy elevada resistencia mecánica. Muy ligero. Tiene mayor resistencia al impacto.

Así mismo se utilizan los siguientes componentes para su fabricación:

Nylon y aluminio. Celdas de litio. Tarjetas electrónicas. Sensores. Actuadores. Baterías. Electrodos. ordenadores.

AREAS DE APLICACIÓN

BIONICA EN EL CAMPO DE LA MEDICINA

La ciencia y la medicina son, sin duda, los sectores que más benefician a las personas gracias a la tecnología.

Este campo se basa principalmente de la sustitución de órganos o miembros por versiones mecánicas, por medio de implantes biónicos que imitan la función original e incluso la superan.

Gracias a la ingeniería biónica, no solo le devuelve la sensación de tener una parte del cuerpo concreta, sino también su calidad de vida a personas que han sufrido una amputación. Estos reemplazos biónicos permiten a las personas con discapacidad recuperar algunas de sus capacidades perdidas.

Entre los implantes biónicos desarrollados el implante coclear para la gente sorda, los brazos biónicos con mayor precisión, las piernas biónicas que son capaces de hacer cualquier deporte hoy en día.

BIONICA EN EL CAMPO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Inteligencia Artificial: La Inteligencia Artificial se puede definir como la ciencia que se encarga de ayudar a las máquinas a encontrar soluciones a problemas complejos en una manera más “humana”. En esta búsqueda se toman características de la inteligencia humana y se aplican a las máquinas en forma de algoritmos.

En otras palabras, se pretende que el robot llegue a tener su propia inteligencia artificial y piense por sí mismo para realizar los cálculos matemáticos más apropiados por medio de un algoritmo.

BIONICA EN EL CAMPO DE LA ROBOTICA

En la Robótica:

Desde los años 50 se comenzó a trabajar en el desarrollo de máquinas (robots) capaces de reemplazar a los seres humanos en algunas de sus tareas.

Los robots son dispositivos compuestos de sensores de entrada que envían información del medio ambiente a un computador o unidad de procesamiento para provocar una determinada acción. En un principio los robots no tenían dispositivos avanzados de entrada lo que únicamente les permitía trabajar en ambientes en los cuales los objetos que manipulan se encuentran siempre en una posición determinada, este es el caso de los robots industriales utilizados en las ensambladores de automóviles.

Con el avance de la tecnología, la combinación de la robótica, inteligencia artificial y la biónica en la actualidad se puede ver el desarrollo de robots humanoides cada vez más modernos y con alta tecnología para diferentes campos.

THOR-RDEl equipo: los departamentos de robótica de UCLA y UPenn, de Los Ángeles y Filadelfia.

El robot: La RD significa rápido despliegue, este robot presume un software avanzado y sensores que le permitirán crear un ambiente virtual y calcular su trayecto.

Diseñado para escenario de socorro, rescate de humanos que se encuentran en zonas de desastre. Cuenta con piernas adaptables a cualquier superficie sus brazos pueden levantar objetos pesados

Nao (robot)

Nao es un robot humanoide programable y autónomo, desarrollado por Aldebaran Robotics, una compañía de robótica francesa con sede en París subsidiaria del grupo Softbank. El desarrollo del robot comenzó en 2004 con el lanzamiento del Proyecto Nao. La Edición Académica de Nao fue desarrollada para las universidades y laboratorios con fines de investigación y educación. Fue lanzado a las instituciones en 2008, y se puso a disposición del público antes de 2011. El robot ya ha entrado en uso en numerosas instituciones académicas de todo el mundo, incluyendo la Universidad de Tokio, el IIT Kanpur de la India y la Universidad del Rey Fahd de Petróleo y Minerales de Arabia Saudita. En diciembre de 2011, Aldebaran Robotics lanzó la Nao Next Gen, con software mejorado, una CPU más potente y cámaras de alta definición.

DISEÑO

Las diferentes versiones de la plataforma del robot Nao tienen como característica de 14, 21 o 25 grados de libertad (DOF). Para la competición Robocup se creó un modelo especializado con 21 DOF y sin manos accionadas. Todas las versiones de Nao Académico ofrecen una unidad de medición inercial con acelerómetro, girómetro y cuatro sensores de ultrasonidos que le proporcionan a Nao estabilidad y posicionamiento en el espacio. Las versiones de las piernas incluyeron ocho resistencias de detección de fuerza y dos topes.

El robot Nao también cuenta con un sistema multimedia a bordo basado en Linux, incluyendo cuatro micrófonos (para el reconocimiento de voz y la localización del sonido), dos altavoces (para la síntesis de texto a voz) y dos cámaras de alta definición (para visión artificial, como el reconocimiento facial y de formas ). El robot viene con un paquete de software que incluye una herramienta gráfica de programación ("Aldebarán Choregraphe"), un software de simulación y un kit de desarrollo de software. Nao también es compatible con el Microsoft Robotics Studio, Cyberbotics Webots y el Gostai Studio (Urbi).

Nao V5 Evolution (2014)

Peso 4,3 kg

Autonomía 60 minutos (uso activo), 90 minutos (uso normal)

Grados de libertad 21 hasta 25

CPU Intel Atom @ 1.6 GHz

Construido en el SO NAOqi 2.0 (Basado en Linux)

SO compatible Windows, Mac OS, Linux

Lenguaje de programación C++, Python, Java, MATLAB, Urbi, C, .Net

Sensores Dos cámaras HD, cuatro micrófonos, telémetro sonar, dos emisores y receptores infrarrojos, placa de inercia, nueve sensores táctiles, ocho sensores de presión

Conectividad Ethernet, Wi-Fi

BIONICA EN EL CAMPO VISUAL

Gracias a la biónica se han podido realizar sistemas de adquisición, reproducción y comprensión dentro del campo audiovisual, teniendo en cuenta las limitaciones visuales y auditivas humanas. Dentro de estas encontramos:

El implante coclear es un producto sanitario implantable activo de alta tecnología que consiste en un transductor que transforma las señales acústicas en señales eléctricas que estimulan el nervio auditivo. Estas señales son procesadas mediante las diferentes partes que forman el implante coclear, algunas de las cuales se colocan en el interior del cráneo y otras en el exterior. Ayuda a las personas a escuchar y puede ser utilizado para personas sordas o que tengan muchas dificultades auditivas. No es lo mismo que un audífono, pues es implantado quirúrgicamente y funciona de manera diferente.

La Visión Artificial:

Trata de traducir el mundo visual a un sistema informático que sea capaz de interactuar con el mundo por medio de la inserción de una cámara que haría el rol de ojo humano, conectada a un chip que va al cerebro.

El microchip se coloca en la parte superior del ojo y se conecta a un conjunto de electrodos que se interconectan con el tejido nervioso que sobrevive.Una cámara muy pequeña conectada a las gafas captura la escena visual que se procesa en un teléfono móvil. Entonces, se envía un conjunto de instrucciones de forma inalámbrica a un dispositivo de telemetría implantado detrás de la oreja. El implante descodifica la señal inalámbrica y envía impulsos eléctricos que el cerebro interpreta como lo que ve.

BIONICA EN EL CUERPO HUMANO

Gracias a los avances en la ciencia, la tecnología y la medicina, los  órganos biónicos son hoy una realidad y pueden convertirse en el  futuro de los trasplantes para muchos pacientes. Ante la pérdida de una parte o función del cuerpo, hoy es posible la reconstrucción de tejidos, órganos y hasta miembros que están cada vez más cerca de los humanos.

El riñón biónico: proyecto realizado por doctor William H. Fissell IV, el doctor Shuvo Roy, bio-ingeniero.

El riñón biónico, a punto de entrar en su fase de pruebas en humanos, combinará elementos electrónicos y orgánicos y tendrá un tamaño similar al de los órganos cuya función asumirá, y supondrá una mejora enorme para la vida de aquellas personas que deben conectarse varias veces a la semana a un aparato externo de hemodiálisis porque sus riñones fallan.  

En la hemodiálisis, la sangre del paciente fluye a través de un filtro que elimina los desechos dañinos, minerales y líquidos innecesarios, y la sangre así tratada se devuelve a su cuerpo, ayudando a controlar la presión arterial y a mantener el equilibrio adecuado de sustancias químicas, como el potasio y el sodio. Este riñón artificial implantable quirúrgicamente incorpora un microchip de silicio que funciona como un filtro, así como células renales vivas y según este nefrólogo “funcionará bajo el impulso del corazón del paciente, filtrando la corriente sanguínea que lo atraviesa”.

Llevará componentes biológicos y tecnológicos y será del tamaño de una lata de refresco pequeña o una taza de café, como para que pueda ser implantarlo en el cuerpo de un paciente.

BIONICA IMITANDO A LA NATURALEZA

La biónica ha tenido su inspiración por varios años en la naturaleza, imitándola, estudiando cada uno de los seres q existe en el planeta para poder crear o desarrollar soluciones eficientes para cualquier área. Una rama de la biónica es la biomimesis.

La biomimesis plantea que no se debe copiar al reino natural, sino ‘emularlo’. “Tenemos que aprender con la naturaleza, que nos indica tres niveles de diseño: como mentora, como modelo y como medida”.

Gekos y robots escaladores:

La capacidad de los gekos y las salamanquesas, que se pueden adherir a techos y paredes por horas sin caer, se estudia desde la robótica para crear dispositivos que pueden trepar por cualquier superficie y en ángulos imposibles.

Mejillones y pegamento:

Hay mejillones que, gracias a su adherencia a prueba del agua y la humedad, han inspirado la creación del Pure Bond, un súper pegamento que no es tóxico, utilizado en la industria de la madera.

 

Visión nocturna y gatos

 Radares y murciélagos

El traje de baño ‘Fastskin’ y la piel de tiburón

LUGAR DE MAYOR DESARROLLO

La Biónica ha tenido un gran desarrollo en países como Alemania que cuenta con cursos titulados de ese mismo modo en distintas escuelas, Japón que tiene un gran desarrollo en Bio robots y Estados Unidos e Inglaterra.

OTTO BOCK es una empresa alemana de prótesis la cual ah ayuda a desarrollar un prótesis de mano biónica llamada bebionic.

BeBionic es una mano protésica comercial diseñada para permitir a los amputados realizar actividades cotidianas, como comer, beber, escribir, escribir, girar una llave en una cerradura y recoger objetos pequeños.

La primera versión de la mano bebiónica se lanzó en el Congreso Mundial y en Orthopädie & Reha-Technik, Feria, Leipzig , Alemania , en mayo de 2010.

Diseñada en el Reino Unido , la mano bebionic está fabricada por RSL Steeper y está disponible en todo el mundo. Desde el 2 de febrero de 2017, BeBionic es propiedad de Otto Bock. Se dice que la mano biónica recibe instrucciones de sensores que detectan el movimiento de los músculos en el brazo del paciente. Se procesan estas instrucciones, que luego se dirigen a las 337 partes mecánicas, que están presentes dentro de esta mano biónica que eventualmente imitan los movimientos humanos naturales.

Bebionic 2.0 En septiembre de 2011, la mano protésica de segunda generación bebionic se actualizó con mejoras en velocidad, precisión, agarre y durabilidad. La versión actualizada también vio la mano bebionic disponible en dos tamaños: mediano y grande. [7] El dispositivo se actualizó con nuevas baterías internas de celda dividida de 2200 mAh de mayor capacidad para un mayor tiempo de uso.

Bebionic 3.0 Con 14 patrones de agarre y posiciones de mano, la mano artificial bebionic se ha diseñado para llevar a cabo prácticamente cualquier actividad de un día cualquiera: desde comer y llevar bolsas hasta abrir puertas, encender y apagar luces o teclear. Motores individuales en cada dedo permiten controlar con precisión la mano y agarrar objetos de forma natural y coordinada. El control proporcional de la velocidad permite controlar tareas delicadas. La mano está disponible en dos tamaños diferentes y con tres versiones de muñeca para adaptarse a las necesidades individuales. Junto con el reconocimiento de patrones de Ottobock, el control Myo Plus ofrece a la mano bebionic opciones totalmente nuevas para movimientos intuitivos y naturales sin necesidad de cambiar. El precio esta entre 25000$ y 35000$.

Hugh Herr Es doctor en biofísica graduado de la Universidad de Harvard, y master en ingeniería mecánica del MIT. Actualmente dirige el grupo de investigación en biomecatrónica del MIT Media Lab, donde colaboran expertos en biología, neurología, robótica y electrónica, entre otras disciplinas.La clave de las prótesis desarrolladas por Herr es

la función. No importa si se parecen a una pierna o a un tobillo, sino en qué medida simulan el movimiento natural y la función muscular.Las prótesis inteligentes de Herr realizan ajustes

constantes según la superfice e incluyen mecanismos que emulan la propulsión natural del andar humano.

El BiOM T2 tiene tres computadoras, 12 sensores y un "actuador" o dispositivo que regula el movimiento, según explicó Herr a BBC Mundo.

"En las computadoras se ha programado la matemática fundamental de los reflejos de la espina dorsal que controlan los músculos de la pierna. Cuando una persona con una amputación camina, esos reflejos transmiten la información de sensores a posiciones del actuador en forma natural", señaló el científico.

"Por eso es que, si bien la extremidad biónica está hecha de titanio, materiales compuestos y silicona, se mueve como si fuera hecha de carne y hueso".

Su precio es de 35000 EUR,

En Latinoamérica y España se cuenta también con desarrollos de este tipo. Tenemos que en México se fundó la carrera de Ingeniería Biónica en la UPIITA (Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas) del IPN (Instituto Politécnico Nacional) en 1996 la cual ha rendido frutos en la creación de artefactos biónicos. Tal como se dio con el ingeniero Luis Armando Bravo Castillo, graduado del IPN, al realizar su prótesis de brazo. La cual funciona por medio de señales eléctricas que emite la piel después de realizar contracciones musculares. Así el paciente crea un código que le permite poder mover su brazo. Teniendo su propia empresa llamada PROBIONICS, en el año 2015 empezaron con prótesis de manos de 3 dedos, ya el 2017 cambiaria a un prototipo de 5 dedos, todos los prototipos son apoyados por una impresora 3D.

El costo de prótesis biónicas de manos tiene un precio de 500000 pesos mexicanos en Europa, que equivale a 25725$, en probionics tiene el costo de 60000 pesos equivale 3088$. Una prótesis de brazo completo en EEUU tiene el costo de 2000000 de pesos equivale a 102943$ en probionics tiene un costo de 180000 pesos equivale a 9264$. Las baterías de estas prótesis duran de 2-3 días con carga de 2 horas.

Posteriormente, dado el éxito obtenido en el IPN, la UPAEP (Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla) también implantó esta licenciatura unos años después. El ingeniero Alejandro Sosas Robles asesorado por el Dr. Alejandro Pedroza Meléndez diseñaron y fabricaron una prótesis transtibial. La cual está hecha con una interfaz de un electrodo aislado con fibra de carbono con un diseño totalmente nuevo y una forma diferente para captar la señal.

BIONICA EN BOLIVIA

NIÑO CONSTRUYE SU PROPIA PRÓTESIS EN BOLIVIA

El niño boliviano Leonardo Viscarra descubrió la tecnología por casualidad al romper un coche de juguete y ahora con una mezcla de curiosidad, pasión y mucho trabajo ha conseguido construir su propia mano robótica con una impresora 3D.

"Yo le tiré una piedra y el carro se rompió y pude ver la placa y los motores", relata en una entrevista con Efe este precoz investigador, de 14 años, quien define que ese hecho, acontecido cuando tenía 8 años, fue el desencadenante de sus logros.

Cuando estaba en el vientre de su madre, la mano izquierda se le quedó enredada en la placenta y no se pudo desarrollar del todo. Le diagnosticaron lo que se conoce como síndrome de la banda amniótica.

Su nueva mano, hecha de termoplástico, funciona con hilos de nailon que recogen los movimientos de su muñeca y los transmiten a unos dedos que, admite, no acaban de cerrar del todo.

No es perfecta, pero con ella puede "agarrar vasos, frascos... una variedad de objetos que antes no podía sostener".

Comenzó con una mano muy precaria; una especie de pinza que al menos le servía para asir objetos. Luego consiguió otra ya más mecanizada, pero que no le encajaba del todo bien.

Investigando, según cuenta, conoció la historia de un chico francés que fue el primero en tener una prótesis de este tipo y supo de una fundación estadounidense que las fabricaba.

Gracias a una tía que vive en Estados Unidos contactó y le enviaron una primera mano robótica, aunque le quedaba demasiado grande y de poco le servía.

No se rindió. Se inspiró en esta prótesis "para sacar la otra", esta vez hecha por él mismo y personalizada a sus medidas.

Cuando tenía el diseño, que sacó de Internet, acudió al Instituto de Robótica Sawers, en la ciudad de Cochabamba (centro) donde reside, y allí le ayudaron a hacerla real.

Con una impresora 3D imprimieron casi toda esta nueva mano y, con ayuda de sus profesores y padres, Viscarra unió todas las piezas y la articuló con los hilos o cuerdas de nailon.

Leonardo Viscarra consiguió su prótesis por menos de 100 dólares, confiesa, cuando las prótesis biónicas que venden las empresas te pueden llegar a costar 15.000 dólares.

El joven dijo que pudo probar una de esas manos cuando estuvo en la ciudad de Santa Cruz (este), que era un modelo con sensores que se conectaban a los músculos de la mano y reaccionaba a sus movimientos con una gran precisión.

Si vienen niños a pedirle consejo, les recomienda otros modelos porque la que él usa en su día a día es un prototipo que aún no ha conseguido la precisión y la fuerza que a él le gustaría.

Aunque, por otro lado, su mano no es la única que ha construido, ya que, como dice, ha podido reproducirla en una nueva prótesis, esta vez para una niña de 7 años.

Le tomó las medidas para que no le sucediera lo que le pasó a él con su primera mano robótica estadounidense y se la pintó de rosa con estrellas "para que se sienta más cómoda".

Es el comienzo de su carrera, en la que no va a faltar su pasión por inventar, crear e investigar.

Y sus profesores en el colegio lo animan a que si le gusta y se le da bien, no se quede ahí, se dedique a ello y consiga grandes cosas.

VENTAJAS / DESVENTAJAS

Ventajas

Mejorar calidad de vida.

Retomar la posibilidad de ciertas funciones perdidas

Hacer que la persona se sienta cómoda.

Brindar una esperanza de vida.

 Desventajas

Costos de accesibilidad

Adaptación

Compatibilidad

Durabilidad

Rechazo

Conclusiones

Luego de realizar el estudio del arte acerca de la biónica podemos concluir lo siguiente: es una ciencia que combina los conocimientos tecnológicos, analíticos y matemáticos de la ingeniería con la biología, medicina, siendo esto el resultado de varios experimentos, investigaciones y un trabajo arduo que se viene desempeñando desde algunos años atrás.

El estudio de la Robótica en la actualidad ha alcanzado resultados favorables en beneficio del hombre, para lograr esto, se combina con otras ciencias como la medicina en general, buscando obtener mejores resultados en los diferentes procesos, por ejemplo en intervenciones quirúrgicas, la robótica ayuda al médico donde su ojo le es difícil acceder, o en nuestro estudio, donde la tecnología trata de remplazar extremidades humanas distintas a las naturales buscando mejorar el estilo de vida del paciente.

En la actualidad el acceso al uso de estas prótesis resulta difícil para la mayoría de las personas, debido a los costos elevados e inalcanzables para los pacientes, por lo que se opta por utilizar prótesis de menor costo y por ende menos eficientes.

La fabricación de las prótesis especificadas que cumplan con los requerimientos del paciente tanto en costo como en comodidad, se pronostica que será dentro de cuantas décadas en adelante, donde gracias al avance de la ingeniería y de las demás ciencias que aportan al mejoramiento de este proyecto, lograrán superar las falencias de las prótesis actuales.