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El propósito final de la tecnología es mejorar la vida humana. En este video, nos complace presentar una aplicación significativa de CubeMars en el campo de la salud. Un equipo de investigación de la Universidad de Sherbrooke (Université de Sherbrooke), en Canadá, ha desarrollado con éxito un innovador dispositivo de rehabilitación diseñado específicamente para pacientes con atrofia muscular.
Al integrar los motores de articulación robótica CubeMars AK10-9 y AK80-64, el dispositivo logra un equilibrio ideal entre un “diseño compacto” y una “alta salida de par”, proporcionando a los pacientes ejercicios de rehabilitación mediante estiramientos pasivos y activos de forma segura y precisa. Este proyecto demuestra el enorme potencial de la ingeniería robótica en el campo de la rehabilitación médica.
Para la rehabilitación mediante estiramientos en pacientes con atrofia muscular, la fisioterapia tradicional suele depender de técnicas manuales realizadas por terapeutas. Este método no solo requiere una gran cantidad de recursos humanos, sino que también dificulta cuantificar y mantener niveles de fuerza constantes. El desarrollo de un robot de rehabilitación automatizado presenta desafíos de ingeniería extremadamente exigentes:
Limitaciones extremas de espacio y peso: Los dispositivos de rehabilitación suelen diseñarse para estar cerca del cuerpo del paciente (como dispositivos portátiles o equipos instalados junto a la cama). El espacio mecánico interno es extremadamente limitado, y el propio dispositivo debe mantenerse ligero para evitar causar incomodidad o presión al paciente.
La contradicción entre un alto par y un tamaño compacto: El estiramiento de músculos y articulaciones atrofiados requiere una salida de fuerza continua y estable. Sin embargo, los motores tradicionales suelen aumentar considerablemente su tamaño y peso cuando necesitan proporcionar un par suficiente.
Seguridad y cumplimiento de grado médico: Los músculos y articulaciones de los pacientes son muy vulnerables, por lo que el dispositivo nunca debe aplicar una fuerza excesiva o rígida. El motor debe proporcionar un control de fuerza extremadamente preciso y una alta capacidad de adaptación, permitiendo detectar en tiempo real la resistencia del paciente y responder de forma segura.
Para superar estos desafíos, el equipo de investigación de la Universidad de Sherbrooke realizó una rigurosa selección y finalmente eligió los motores CubeMars AK10-9 y AK80-64 como las fuentes principales de accionamiento del dispositivo de rehabilitación. Sus principales ventajas en aplicaciones médicas incluyen:
1. Excelente densidad de par que supera las limitaciones del espacio físico: Los modelos AK10-9 y AK80-64 integran un motor brushless de alto rendimiento, un reductor planetario de precisión y un controlador FOC en una carcasa de aleación de aluminio extremadamente compacta.Esta excepcional densidad de potencia permite a los investigadores instalar un actuador potente dentro de una articulación robótica muy pequeña, reduciendo significativamente el tamaño y el peso total del dispositivo de rehabilitación, al mismo tiempo que mejora la comodidad del paciente.
2. Control de fuerza preciso de grado médico y movimiento extremadamente suave: En los ejercicios de estiramiento de rehabilitación, deben evitarse los movimientos bruscos y las variaciones repentinas de fuerza. Los motores CubeMars utilizan algoritmos avanzados FOC (Field-Oriented Control, control orientado al campo), ofreciendo un par de cogging extremadamente bajo y un amplio ancho de banda de control de par. Esto permite que el motor funcione y se detenga con una suavidad excepcional, ejecutando las trayectorias de estiramiento con una precisión de nivel milimétrico y milinewton-metro. Como resultado, los pacientes reciben una asistencia suave y continua en lugar de una tracción mecánica forzada.
3. Alta integración que simplifica el diseño mecánico y mejora la fiabilidad: Los dispositivos tradicionales de rehabilitación pueden requerir ensamblajes complejos como “motor + reductor + encoder + controlador”. Esto no solo ocupa un espacio valioso, sino que también aumenta los posibles puntos de fallo. El diseño integrado de las articulaciones robóticas CubeMars permite una integración plug-and-play, simplificando considerablemente el cableado mecánico y el proceso de montaje. Esto permite que los equipos de investigación se concentren más en los algoritmos de rehabilitación y el diseño ergonómico.
A través de este video, podrá experimentar directamente el excelente rendimiento de los motores CubeMars en equipos de rehabilitación médica:
Demostración del funcionamiento del dispositivo: Una vista detallada del brazo robótico de rehabilitación equipado con motores AK10-9 y AK80-64, mostrando movimientos de estiramiento extremadamente suaves y silenciosos.
Presentación de la estructura compacta: Descubra los pequeños módulos articulares dentro del dispositivo y observe cómo los motores CubeMars generan un potente par dentro de un espacio limitado.
Presentación del concepto de investigación: El equipo de la Universidad de Sherbrooke comparte cómo utilizó las soluciones de accionamiento de CubeMars para transformar conceptos avanzados de rehabilitación en aplicaciones de ingeniería confiables.
Q1: ¿Qué requisitos especiales tienen los robots de rehabilitación médica para los motores articulares?
R: A diferencia de los brazos robóticos industriales, que priorizan la “precisión absoluta y la velocidad”, los robots de rehabilitación médica prestan mayor atención a la seguridad, la flexibilidad (capacidad de control de impedancia), el bajo nivel de ruido y el diseño compacto y ligero. Gracias a sus encoders de alta resolución y algoritmos de control optimizados, los motores de la serie CubeMars AK cumplen perfectamente con los requisitos de control de fuerza flexible de grado médico.
Q2: Si un paciente siente dolor repentinamente y ofrece resistencia durante el estiramiento, ¿el motor es seguro?
R: Sí. Los motores CubeMars admiten retroalimentación de par de alta frecuencia y modos de control de impedancia. Cuando el sistema detecta un aumento anormal de la resistencia externa (como espasmos musculares o resistencia del paciente), el sistema de control puede reaccionar instantáneamente y hacer que el motor entre en un modo de seguimiento flexible o se detenga de forma segura. Esto reduce fundamentalmente el riesgo de lesiones mecánicas secundarias.
Ya sea para equipos de rehabilitación de atrofia muscular, exoesqueletos de extremidades inferiores o brazos robóticos de asistencia para extremidades superiores, CubeMars ofrece soluciones de actuadores compactos con alta densidad de potencia y alta seguridad.
[Conozca más sobre las especificaciones y dimensiones del CubeMars AK10-9]
