El exoesqueleto de rehabilitación de la marcha ALICE: análisis dinámico y evaluación del sistema de control utilizando cuaternios de Hamilton

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.4995/riai.2020.12558

Palabras clave:

Control, dinámica, exoesqueleto, esclerosis múltiple, miembro inferior, rehabilitación, robótica

Resumen

Un exoesqueleto robótico es un dispositivo electromecánico utilizado para aumentar la capacidad física de una persona, como ayuda a la locomoción o para procesos de rehabilitación de la marcha. En el caso de los exoesqueletos de rehabilitación se requiere que el sistema de control sea capaz de adaptarse adecuadamente a la evolución del paciente con el fin de optimizar su recuperación, esto implica el diseño de controladores robustos y precisos. En este trabajo se presenta el análisis cinemático, análisis dinámico y evaluación del sistema de control del exoesqueleto de rehabilitación ALICE. Dentro de las técnicas de control presentadas se encuentran: el controlador PD, PD adaptativo, y el controlador en modo deslizante. Además, se realiza un análisis de estabilidad utilizando el criterio de Lyapunov. Para probar el rendimiento de los reguladores, se utiliza un conjunto de datos de la Escuela de Fisioterapia de la ONCE de Madrid, correspondiente a personas sanas y personas con esclerosis múltiple. Se utiliza MATLAB como software de simulación y lenguaje de programación.

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Biografía del autor/a

M. Cardona, Centro de Automática y Robótica, UPM-CSIC, Universidad Politécnica de Madrid, España. Universidad Don Bosco, El Salvador

Doctorando en Automática y Robótica,Universidad Politécnica de Madrid, España.

Máster enAutomática y Robótica,Universidad Politécnica de Madrid, España.

Postgrado en Investigación Científica

Postgrado en Gestión de la Innovación

Catedrático Universidad Don Bosco, El Salvador

F. Serrano, Universidad Tecnológica Centroamericana (UNITEC)

Máster en Ingeniería Eléctrica, Florida International University

Ingeniería Industrial y Sistemas, Universidad Tecnologica Centroamericana (UNITEC)

Investigador Universidad Tecnologica Centroamericana (UNITEC)

J. A. Martín, Escuela de Fisioterapia de la ONCE, Universidad Autónoma de Madrid, España.

Departamento de Anatomía, Histología y Neurociencia

Profesor Titular de la Escuela Universitaria de Fisioterapia de la ONCE.

Doctorando. Grado en Fisioterapia.

- Experiencia docente desde el año 2006.

- Experiencia en investigación desde 2006. Miembro del grupo de investigación en Trastorno del Desarrollo y la Maduración del SNC de IdiPaz.

- Experiencia clínica desde 2006, actualmente en ejercicio libre en el área de la Fisioterapia Manual.

E. Rausell, Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina

Doctor en Medicina y cirugía

CatedráticoUniversidad Autónoma de Madrid

R. Saltarén, Centro de Automática y Robótica, UPM-CSIC, Universidad Politécnica de Madrid

Ingeniero mecánico de la Universidad del Valle, Cali, Colombia.

Máster en Ingeniería Eléctrica, Universidad
de los Andes, Bogotá, Colombia

Doctor en Ingeniería Industrial por la Universidad Politécnica de Madrid.

Profesor titular y científico investigador en el Grupo de
Robots y máquinas inteligentes, en la Universidad Política
de Madrid, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Madrid, España.

C. E. García-Cena, Centro de Automática y Robótica, UPM-CSIC, Universidad Politécnica de Madrid

Ingeniería electromecánica, Universidad Nacional La Pampa, Santa Rosa, Argentina.

Doctor en sistema de control (plan de estudios en robótica y control de sistemas no lineales) de la Universidad Nacional de San Juan, San Juan, Argentina.

Actualmente es profesora titular en el Departamento de Electrónica, Automática e Informática, UPM-CSIC, Universidad Politécnica de Madrid

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Publicado

23-12-2020

Cómo citar

Cardona, M., Serrano, F., Martín, J. A., Rausell, E., Saltarén, R. y García-Cena, C. E. (2020) «El exoesqueleto de rehabilitación de la marcha ALICE: análisis dinámico y evaluación del sistema de control utilizando cuaternios de Hamilton», Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial, 18(1), pp. 48–57. doi: 10.4995/riai.2020.12558.

Número

Sección

Artículos