Diseño e implementación de una prótesis mioeléctrica controlada por fusión de sensores en un sistema embebido.

Abstract

En Ecuador 215.156 personas padecen una discapacidad física. Casi la mitad de ellos posee un nivel de discapacidad física entre el 30 al 49%, en este grupo predominan las personas que carecen de extremidades. A esto se añade el aumento de casos de amputaciones, donde alrededor de 537 millones tenían diabetes en 2021 según la Federación Internacional de Diabetes (FID). A pesar de que existen proyectos y empresas que fabrican prótesis como solución, estas tienen un coste elevado o en otros casos presentan limitaciones en movimientos, aunque tienen un precio menor. Por este motivo, se plantea una prótesis mioeléctrica para extremidad superior controlada a través de señales electromiografía y Pulsioximetría, aplicando técnicas de inteligencia artificial para el control del dispositivo.

Para el entrenamiento del modelo de IA se registraron datos de 2 sensores, EMG y PPG, planteándose un total de 4 clases, pero con el análisis de los resultados se redujeron a 3. El modelo obtenido se lo embebió en una tarjeta de desarrollo ESP32 C3 DevKit-M1, con el cual se realizó las predicciones para el control de la prótesis. Para la prótesis se usó un diseño open source, añadiéndole piezas para la ubicación de los componentes electrónicos implementados en la solución. En conclusión, el modelo logra una precisión de 93% para la predicción de las clases. Además, la prótesis permite una duración aproximada de 3 horas con un costo de $295 y logrando la sujeción de distintos objetos livianos