Prototipado y programación de la electrónica de una prótesis de mano

Abstract

Las prótesis pediátricas plantean un delicado problema a la hora de la adquisición y uso por sus principales receptores, los niños, pues la combinación de su alto coste económico junto a su corta vida útil hace que sean difíciles de adquirir y sustituir. El precio de una prótesis mioeléctrica para un niño puede variar entre los 8.000 y los 15.000 €, con una vida útil que rara vez supera los dos o tres años ya que, pasado este tiempo, el niño ha crecido lo suficiente como para no poder utilizar o continuar con su uso. Si a estos factores se une el coste del mantenimiento periódico que suele necesitar la prótesis y lo propensos que son los niños a actividades tendentes a generar accidentes que pueden comprometer la integridad de esta, hace que las familias de niños con algún tipo de amputación se ven en la necesidad de desembolsar grandes cantidades de dinero, de manera periódica, para permitir que sus hijos tengan acceso a herramientas que les permitan tener una infancia plena. La aparición de nuevas tecnologías, como la impresión 3D, ha permitido producir piezas complejas a nivel local por precios asequibles. Por otro lado, el creciente mercado de microcontroladores de propósito general con precios asequibles, como pueden ser los de marcas como Arduino y Raspberry, ha permitido y motivado el desarrollo de este proyecto, encaminado a la creación de una prótesis de mano, por impresión 3D, que permita dar una solución más económica que las opciones disponibles actualmente en el mercado. Se va a trabajar a partir de un primer prototipo desarrollado en otro TFG El propósito de este trabajo es diseñar una circuitería y sistema de control que permita hacer la prótesis portátil y facilite manejarla de manera satisfactoria, todo ello manteniendo el espíritu del proyecto original, cuyo objetivo es el de crear una alternativa más ventajosa económicamente para los potenciales usuarios, frente a otras opciones de mercado, las cuales cuentan con un precio de entrada elevado y mantenimientos caros.

Pediatric prothesis pose a delicate problem when we talk about their acquisition and use by their main receptors, the children, the high economic cost, and the short useful life this kind of products have make for a product that is hard to acquire and maintain. The price of a kid’s prothesis is usually between the 8.000 € and 15.000 €, with a span of usually 2 or 3 years for its use, after this time the children have usually grown enough and the prothesis does not fit anymore. Combine these factors with the usual maintenance this kind of product needs and the tendency kids have to partake in activities that can be damaging to delicate electronic and mechanic components and you will come to the conclusion that the families of children with some kind of amputation have to pay out a considerable amount of money in a regular basis, just so their kids have access to a tool that lets them have a good childhood. The rise of new technologies, like 3d printing, allows for complex pieces to be made locally and for a low price. Also, the growing microcontroller market now offers cheap all-purpose microcontrollers like the ones from Arduino and Raspberry. These factors have allowed and motivated this project, where a 3D printed prothesis is being developed to be a cheap option when compared to the options of the actual market. All work will be done using as base a prototype developed in a previous TFG. In this project, I will be designing the circuits and control systems necessary for the prothesis, the objective is to make the prothesis portable and easy to use, all this will be made while considering the vision of the original project, making an alternative to the prothesis in the actual market, which have a high initial cost and expensive upkeep.