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Codo robótico por impresión 3D para una niña de 5 años con una rara enfermedad

Redacción
Martes, 27 Diciembre 2016
Categoría: Impresoras 3D
Codo robótico por impresión 3D para una niña de 5 años con una rara enfermedad

El "maker" Bodo Haenen ha recurrido a la impresión 3D para crear un codo robótico para su hija enferma de 5 años, Lorelei, a la cual se le diagnosticó una rara enfermedad  parecida a la poliomielitis llamada AFM.

La niña sufría una parálisis casi total de su brazo izquierdo, por lo cual su padre pensó en la impresión tridimensional como forma de ayuda para su rehabilitación.

La AFM provoca un incremento de la presión en el cerebro y la médula espinal. A medida que la enfermedad iba progresando, la niña sufría mayor inmovilización de su cuerpo y dificultades para respirar.

"Mi hija Lorelei -cuenta su padre- tiene una enfermedad poco común. Una infección viral estaba causando hinchazón en su columna vertebral y el cerebro. En el transcurso de unas pocas horas, pasó de ser la chica descarada y juguetona que siempre ha sido, a una niña que estaba luchando por respirar, y cuyo cuerpo estaba quedándose paralizado. En el momento en que llegué con ella al hospital había perdido el uso de su brazo izquierdo; los músculos básicos resultaron gravemente debilitados; no podía caminar, pararse o sentarse, y luchaba por respirar y hablar".

Bodo, un mago de la tecnología, decidió que una manera importante de tratar de ayudar a Lorelei podía ser con un dispositivo protésico impreso en 3D para el codo de su hija. Increíblemente, el padre logró atraer el interés de la comunidad "maker" de todo el mundo, y expertos contribuyeron con sus ideas y conocimentos a la elaboración del dispositivo. (Bodo dio una charla sobre este proceso de colaboración inusual en la reciente Superconference Hackaday.) Ahora, la prótesis  portátil impresa en 3D utiliza un sistema de sensores mioeléctricos para detectar señales débiles de los bíceps y tríceps de Lorelei a fin de  controlar un accionador que mueve su brazo y le ayuda a realizar de nuevo el movimiento normal.

La creación de una prótesis impresa en 3D para Lorelei ha representado un gran reto para Bodo, por muchas razones: Por un lado, el dispositivo tenía que ser increíblemente ligero. Lorelei, después de todo, tiene tan sólo cinco años de edad, y su extremidad ya debilitada sólo puede sostener la menor cantidad de peso extra. Teniendo en cuenta esta restricción, Bodo calculó que la prótesis sólo podría pesar un máximo de 150 gramos. En segundo lugar, el actuador del dispositivo debía ser lo suficientemente potente como para mover más o menos 400 gramos en el antebrazo de Lorelei, mientras que la batería debía durar alrededor de cinco horas para que el dispositivo fuera práctico en el uso diario.

Aunque Bodo no tenía experiencia en la fabricación de dispositivos protésicos, tenía un compañero excepcional para ayudarle a lo largo del camino: Lorelei  misma. La niña, entusiasta de la investigación, había ayudado a su padre en proyectos similares en línea con el fin de averiguar cómo las personas tomaban señales de los músculos y las usaban para mover las cosas. También se valió de ayuda de extraños, algunos de los cuales ayudaron en el escaneado 3D del brazo de Lorelei para determinar la forma y dimensiones de la extremidad problemática. Más tarde, una empresa de Canadá proporcionó una serie de indicaciones para el prototipo.

"Después de unas semanas, tuvimos una muy buena comprensión de todos los componentes que necesitábamos", recuerda Bodo. "Con un presupuesto ajustado, nos fuimos de compras ... compramos un Arduino, una tabla de EKG, varios sensores y construimos una plataforma de brazo".

Las primeras versiones del codo impreso en 3D de Lorelei tuvieron sus problemas. Cuando Bodo y Lorelei probaron los sensores de EMG en uno de los primeros prototipos, descubrieron que las señales de los músculos del brazo dañado de la joven se perdió casi por completo en el ruido. Debido a esto,  padre e hija pusieron en práctica un método de diecisiete sensores inteligentes proporcionado por otra empresa, que utiliza el aprendizaje automático para encontrar esas señales. Este proceso incluso se ha convertido en un videojuego tipo, con Lorelei siendo capaz de mover su brazo mientras se ve una representación digital de los movimientos en una pantalla de televisión.

La nueva versión del dispositivo protésico impreso en 3D fue montada con la ayuda de Fischer Technik, una compañía de juguetes educativos de Alemania, ( http://www.fischertechnik.de/en/Home.aspx ) lo que demuestra el gran interés que la historia de Lorelei ha suscitado en la comunidad "maker" online. Una vez que el diseño se terminó, se imprimió en 3D una celosía de PLA que había sido modelada con precisión merced al escaneo 3D del brazo de Lorelei. Esta celosía se imprimió plana, antes de ser sumergida en agua hirviendo para que se ablandara, y luego se usó para un molde de tamaño completo del brazo.

"Desde el inicio de este proyecto, mi hija y yo sabíamos que queríamos hacer esto, no sólo para nosotros sino para todos los niños que hemos llegado a conocer que también están paralizados por esta enfermedad," ha afirmado Bodo. "Esperamos -añadió- que pronto este prototipo será lo suficientemente fiable para compartirlo con miles de niños como Lorelei."

Se puede contactar con Bodo y su familia a través de Facebook (lema: Nuestros niños pueden hacer cualquier cosa)

https://www.facebook.com/OurKidsCanDoAnything/

 

 

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