Diseño y construcción de un compañero robótico de asistencia para niños hospitalizados (Yaren)

Abstract

Los infantes hospitalizados perciben al aislamiento como un agravante relacionado con las complicaciones físicas y afectaciones psicológicas afrontadas durante su proceso de rehabilitación. Aproximadamente cuarenta mil niños son internados anualmente en establecimientos de salud ecuatorianos, en donde existen terapias y actividades lúdicas de tiempo limitado debido a la disponibilidad del personal médico. En consecuencia, se plantea diseñar y construir un compañero robótico para niños hospitalizados que, mediante la interacción con el paciente, logre reducir su estrés y aislamiento social. Se realizó el dimensionamiento de las piezas en base a medidas promedio de infantes para luego modelar sus diseños 3D e imprimirlos con PLA. Se determinó el modelo cinemático del robot para determinar los grados de libertad y el control de posición. Se seleccionaron los motores y componentes electrónicos requeridos para la interacción con el infante y se diseñó la arquitectura de comunicación entre elementos. Además, se programó en ROS el funcionamiento del sistema mecatrónico. Finalmente se obtuvo un compañero robótico con doce grados de libertad en base a juntas revolutas, para las cuales se establecieron controladores PID con valores máximos del 4% para el error en estado estable y de tres segundos para el tiempo de estabilización. Adicionalmente, se realizó un análisis de manufactura y de elementos finitos. En conclusión, se ha desarrollado un sistema mecatrónico interactivo que se relaciona con el infante a través de una serie de movimientos y funcionalidades. Con ello, se provee una alternativa al sistema sanitario en el proceso de rehabilitación de los infantes internados.