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Octubre de 2020

Desarrollan mano biomimética con más del 90% de funcionalidad

La prótesis replica las propiedades biológicas clave de la mano humana como movimiento natural sinérgico y adaptable y niveles biomiméticos de fuerza y velocidad.

Investigadores del Instituto Italiano de Tecnología (IIT) y el Centro Protesi INAIL (la unidad de prótesis del Instituto Nacional de Seguro contra Accidentes de Trabajo), en Italia, han desarrollado la mano protésica biomimética Hannes, capaz de restaurar más del 90% de la funcionalidad a personas con amputaciones de miembros superiores cuyo concepto fue galardonado con el premio internacional de diseño industrial Compassod'Oro.

Análisis de Science Robotics, indican que la prótesis replica las propiedades biológicas clave de la mano humana como el movimiento natural sinérgico y adaptable; niveles biomiméticos de fuerza y velocidad; alto antropomorfismo y agarre con fuerza.

Desarrollada con la participación de investigadores, ortopedistas, diseñadores industriales y pacientes, Hannes puede restaurar más del 90% de la funcionalidad en personas con amputaciones de miembros superiores. Posee el marcado CE y está listo para ingresar al mercado médico internacional, pero su futura comercialización solo será posible cuando los investigadores identifiquen inversionistas y socios industriales.

El sistema robótico Hannes nació del Rehab Technologies Lab del IIT, que es el laboratorio conjunto entre el Instituto Italiano deTecnología de Génova y el Centro Protesi INAIL de Budrio (Bolonia), coordinado por Lorenzo De Michieli. La colaboración comenzó a finales de 2013 con el objetivo de crear soluciones innovadoras de alta tecnología rentables para pacientes con discapacidad física.

Hannes es un sistema protésico de miembro superior poliarticulado antropomórfico que incluye mano y muñeca, cuyas principales características son la suavidad y la capacidad de adaptarse dinámicamente a la forma de los objetos a agarrar. Es similar a una mano humana y, al ser desarrollado directamente con los pacientes, es de uso práctico.

Para evaluar la efectividad y usabilidad de Hannes, se realizaron pruebas piloto con amputados en el Centro ProtesiINAILy los investigadores encontraron que, después de un período de entrenamiento de menos de una semana, los pacientes podían usar la prótesis de forma autónoma en el hogar para realizar actividades de la vida diaria.

La prótesis es un sistema mioeléctrico que se puede usar durante todo el día y se ajusta a diferentes discapacidades de las extremidades superiores. Por lo tanto, una serie de sensores electromiográficos de superficie, colocados dentro de un encaje personalizado, detecta la actividad de los músculos del muñón, en la parte inferior o superior del brazo, que el usuario contrae activamente para realizar múltiples movimientos.

Además, a través de un software especialmente desarrollado y una conexión bluetooth, es posible personalizar los parámetros de funcionamiento de la mano, como la precisión y la velocidad de los movimientos, para asegurar la experiencia más optimizada para cada usuario.Hannes se proporciona en dos tamaños diferentes, siete tres cuartos y ocho un cuarto, para diestros y zurdos y adecuado para sujetos femeninos y masculinos. Su peso es de 450 gramos.

Los dedos se pueden flexionar y posicionar de forma natural, incluso en reposo. En particular, el pulgar se puede orientar en tres posiciones diferentes para replicar una amplia variedad de agarres, incluyendo un agarre fino que permite levantar objetos pequeños, un agarre lateral, que permite agarrar objetos delgados, y finalmente un agarre de potencia capaz de agarrar y mover incluso cargas pesadas.

El sistema también permite la pronación y supinación de la muñeca ("movimiento de giro de la llave"), permitiendo agarres en diferentes orientaciones sin depender de una compensación dañina para el paciente.

Los investigadores realizaron experimentos para validar el desempeño de Hannes y la semejanza humana de su comportamiento de agarre y demostraron un desempeño mejorado en comparación con la investigación existente o los dispositivos comerciales.

Los principios fundamentales y el diseño de Hannes están cubiertos por las solicitudes de patente IIT-INAIL. Además, la mano protésica obtuvo el marcado CE, que es fundamental para la futura comercialización en el mercado europeo y condición previa para la venta internacional. Los investigadores buscan inversores y empresas para industrializar y producir Hannes a gran escala, beneficiando a los pacientes con discapacidad física.

 


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