Implementación de la interfaz de selección de algoritmos de control para un exoesqueleto robótico

Abstract

Este trabajo se desarrolló con el fin de implementar algoritmos de control basado en redes neuronales para mejorar la fluidez de los movimientos de un exoesqueleto de 6 grados de libertad para rehabilitación de extremidades inferiores. El dispositivo pertenece al laboratorio de Neuroimagen y Bioingeniería. Se realizó un proceso de revisión del estado inicial del software y hardware del mismo. Posterior a esta revisión se decidió cambiar el sistema de sensores analógicos de posición angular de basados en potenciómetros a sensores inerciales digitales. Se analizaron varias alternativas para este reemplazo y se determinó usar para cada articulación sensores inerciales que integraran un giroscopio y un acelerómetro de 3 ejes. Se discutieron distintas formas de integrar estos sensores en el sistema de control y se optó por una combinación de protocolos I2C y SPI utilizando adicionalmente tres microcontroladores esclavos, situación que se decidió en base a pruebas de tiempo de muestreo. Se realizaron las adaptaciones necesarias a los algoritmos existentes para procesar las nuevas entradas de datos. Se hicieron pruebas con una pierna del exoesqueleto para verificar los resultados de las modificaciones y se compararon con resultados previos a la nueva rutina de entrenamiento, obteniendo así curvas más apegadas a los parámetros ideales del movimiento de marcha. Adicionalmente, con esta nueva implementación, se consigue que los ciclos de movimiento sean más fluidos. Se concluye que las modificaciones realizadas lograron una mejora notable en la precisión del sistema.