InicioInvestigaciónProyectosEXTENSOR - Tecnologías para Exoesqueletos inteligentes que mejoren su usabilidad en entornos laborales

EXTENSOR - Tecnologías para Exoesqueletos inteligentes que mejoren su usabilidad en entornos laborales

Proyectos

Investigador principal:

Pura Diaz-Veiga

Equipo:

Miren Iturburu, Nerea Etxaniz, Lorena Grandes

El proyecto EXTENSOR aborda un problema relevante, los trastornos musculo-esqueléticos son la primera causa de baja laboral y representan el 45.8% del coste de enfermedades laborales en Euskadi. El cambio demográfico, con la estructura demográfica de la población vasca, nos lleva a un considerable envejecimiento de la población activa en solo 20 años, demandando soluciones para los trabajadores, que hoy en día se empiezan a desarrollar basadas en tecnologías de exoesqueletos.

Este panorama de la incidencia de TMEs y el posible uso de exoesqueletos como una solución técnica que todavía no ha sido ampliamente aceptada en la industria llevó a la presentación y ejecución durante 2018 del proyecto Elkartek EXODYN. Durante EXODYN se realizaron algunas pruebas iniciales con un exoesqueleto comercial pasivo, se caracterizaron en laboratorio algunos casos de uso/secuencias de movimientos definidas tanto para el entorno socio-sanitatio como para el industrial, se planteó un nuevo concepto de sistema de actuación y de estructura o diseño mecánico para un exo lumbar, y se inició la investigación sobre la detección de la intención del usuario.

Las conclusiones más inmediatas de lo realizado en 2018 en EXODYN indican que, aunque los exoesqueletos ofrecen apoyo y asistencia para determinadas tareas/movimientos, es frecuente que, al mismo tiempo, impidan o dificulten otros tipos de movimientos necesarios dentro de la misma tarea o en tareas distintas. También se identificó que la zona lumbar del trabajador es la que más está expuesta a los TME en los casos reales estudiados.

Como un paso adelante respecto a los logros y resultados obtenidos en EXODYN en 2018, EXTENSOR propone el concepto "Intelligent Transparency" ofreciendo una interacción inteligente con el usuario, principalmente en la región lumbar. Es necesario investigar sobre qué tecnologías permiten que el exoesqueleto no sólo sepa adaptarse a las necesidades específicas del usuario y de cada tarea (en tipo de soporte aplicado y en el momento en que se aplica), sino también cuándo debe cesar su actuación (ser transparente) cuando no se le necesita, evitando ser un estorbo para el movimiento de la persona.

Objetivos

El objetivo principal de EXTENSOR es el desarrollo de Tecnologías Facilitadoras Esenciales (KETs) para exoesqueletos de entornos laborales con el fin de mejorar la ergonomía y seguridad de l@s trabajador@s y prevenir dolencias musculoesqueléticas. El desarrollo tecnológico se concreta en la búsqueda de soluciones en dos entornos laborales, el sociosanitario (Matia) y el industrial (Edertek).

Con el objetivo de desarrollar las tecnologías básicas para la interacción transparente e inteligente entre la persona y el exoesqueleto se pretende profundizar en la detección de movimiento del usuario por parte del robot. El objetivo es conseguir un ajuste óptimo para el operario, con el fin de conseguir la mejor funcionalidad para cada caso de uso. Esta funcionalidad se basa en un apoyo adaptativo, intuitivo y transparente para el usuario.

Financiación

Gobierno Vasco, Departamento de Desarrollo Económico e Infraestructuras, expediente: KK-2019/00081.

Resultados

Durante el proyecto, este consorcio ha trabajado en las siguientes líneas de investigación:

Análisis y evaluación tanto en laboratorio como en entorno laboral de las exigencias que para los trabajadores representan los puestos de trabajo objeto de estudio en el ámbito geriátrico e industrial; evaluación realizada a través de medidas biomecánicas y fisiológicas cuantitativas y evaluaciones cualitativas de usuarios. Utilizar estas mediciones para evaluar un exoesqueleto comercial tanto en laboratorio como en entorno laboral, con el objetivo de identificar formas de mejora para el mismo (en conjunción con nuevos modelos biomecánicos de las interacciones humano-exoesqueleto).
Partiendo de los datos de dicho análisis, investigación y generación de simulaciones musculo-esqueléticas para evaluar los movimientos de los sujetos sin y con exoesqueleto; aplicando diversas métricas para comparar el efecto de un exo comercial.
Desarrollo de prototipos para demostrar nuevos conceptos de:
- Estructura de exoesqueleto lumbar basado en un modelo correa.
- Sistema de actuación SVA (Series Viscous Actuator) con control de fuerza.
- Algoritmos de control para detección de intención sobre señal EMG, mediante técnicas de Machine Learning y Deep Learning.

Desarrollo de prototipo de banco de pruebas sensorizado para evaluación de exos lumbares en laboratorio; banco de pruebas que permitirá poder probar tanto exos comerciales como nuevos desarrollos en el ámbito de los exos lumbares.

Al final del proyecto, se dispone de diversos prototipos y bancos de pruebas individuales, con resultados prometedores que seguirán evolucionando y mejorándose en futuros proyectos para llegar a ser aplicados en conjunto o por separado en soluciones que contribuyan a la mejora de la usabilidad de los exoesqueletos comerciales.

Consorcio

El consorcio del proyecto EXTENSOR es un consorcio multidisciplinar y complementario, que abarca distintos ámbitos como el universitario (con perfil biomédico y técnico), el sociosanitario, el industrial, el científico y el tecnológico.

En el consorcio participan dos centros tecnológicos multifocalizados (Tecnalia, Vicomtech), un Instituto de Investigación Gerontológica (Matia Instituto), un departamento de la UPV-EHU del ámbito médico (Dpto. de Fisiología de la UPV-EHU), dos departamentos de Mondragon Unibertsitatea (Electrónica e Informática, Diseño y Mecánica Estructural) y una unidad de I+D empresarial del sector industrial (Edertek).