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Explicación:
El presente trabajo trata sobre los exoesqueletos y los avances tecnológicos usados en su construcción para realizar tareas automatizadas, en la actualidad son usados como herramientas para facilitar el estilo de vida de los humanos al potenciar sus capacidades y apoyar la rehabilitación.
Index Terms—Exoesqueleto, Automatización, Sensores, Sistemas de control.
Introducción
A lo largo de la historia, la medicina ha ido encontrando métodos más eficaces para la cura de enfermedades de diversos tipos y en todas las áreas se han logrado avances impresionantes. La Bioingeniería es una ciencia que estudia la solución de los problemas con respecto a la salud de los seres humanos. Un claro ejemplo de esto es el desarrollo de los exoesqueletos que es uno de los avances médicos más importantes del último siglo. Muchos campos se han visto beneficiados por los exoesqueletos, como en el ámbito militar, donde ha empezado a tomar forma gracias a los avances en esta área realizada por empresas como Boston Dinamics actualmente propiedad de Google. Los exoesqueletos mecánicos básicamente son estructuras mecánicas que se usan externamente. Estos facilitan el movimiento e incrementan las capacidades humanas.
Conceptos
A. Bioingeniería
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) define a la bioingeniería como: "La ciencia que estudia y busca la aplicación de principios y métodos de las ciencias exactas, en general, y de la ingeniería, en particular, a la solución de problemas de las ciencias biológicas y médicas" [1] [2]. Este instituto también clasifica a la Bioingeniería en tres grupos:
1) Bioingeniería o Ingeniería Biológica.- Esta rama trata sobre el descubrimiento de nuevos fenómenos e intenta dar una mejor visión de fenómenos ya conocidos. Se considera como la más general y básica.
2) Ingeniería Biomédica.- Está contenida en la Bioingeniería se orienta hacia el ser humano, con la finalidad de manejar las enfermedades, se investigan los problemas básicos y aplicados.
3) Ingeniería Clínica.- Está contenida en la ingeniería biomédica, se dirige tratar los problemas asistenciales de salud en hospitales y trabaja junto a la medicina con su misma jerarquía e integrada a ella.
B. Exoesqueletos: mejoran las capacidades humanas
En la electrónica de exoesqueletos, existen varias maneras de adquirir información y de igual manera varias estrategias de control que se adaptan de acuerdo a cada desarrollo, teniendo en cuenta que lo imaginado y lo implementado siempre tienen que estar en concordancia con los desarrollos de las demás áreas aplicadas a la construcción del exoesqueleto.
El exoesqueleto es uno de los avances médicos más importantes y versátiles, ya que pueden ser usados en varias y distintas áreas. Básicamente están diseñados para ayudar y proteger al usuario que puede estar sano o no. Por ejemplo estos pueden ser diseñados, para ayudar y resguardar a los soldados y los trabajadores de la construcción, o para ayudar a la supervivencia de las personas en entornos riesgosos. En la medicina existe un amplio mercado en el futuro como prótesis para proporcionar ayuda a la movilidad para los ancianos y personas enfermas. [3]
Unos exoesqueletos tienen como objetivo dar apoyo o incrementar la fuerza humana. Como por ejemplo, Shingo Kariya, Keigo Watanabe, Kazuo Kiguchi, Kiyotaka Izumi y Toshio Fukuda, en su artículo "An exoskeletal robot for human elbow motion support-sensor fusion, adaptation, and control" [4], muestran el diseño de un exoesqueleto que ofrece soporte, apoyo y fuerza al codo, con la ayuda de sensores de fuerza ubicados en la mano y a las señales EMG.