El presente proyecto surge como una necesidad y como un interés para poder agrupar de manera sinérgica los conocimientos de electrónica, control, diseño mecánico y la caracterización biomecánica de la marcha humana, en el desarrollo de una órtesis de rodilla adaptrónica. Siendo el objetivo primordial la aplicación directa en el ámbito de la salud, tanto para compensar debilidad muscular en personas con problemas de origen neurológico o edad avanzada, así como para personas en proceso de rehabilitación tras una enfermedad, traumatismo o en un proceso de recuperación post-operatoria y colaborar con la hipertrofia muscular. En términos de la Tecnología Asistencial (TA), se trata de una solución que tiene como objetivo final aportar mayor autonomía a personas con deficiencias en el proceso de la marcha debido a fragilidad muscular, contribuir a una pronta reincorporación a sus actividades normales, recuperando de esta manera una calidad de vida considerable y, por otro lado, acelerar el proceso de recuperación de personas en rehabilitación, intensificando y automatizando dicho proceso. Se busca que la órtesis adaptrónica sea un producto de innovación tecnológica con características superiores a las órtesis convencionales, y al mismo tiempo contribuya en el área del conocimiento de la bioingeniería. El uso de sistemas adaptables en la bioingeniería representa una importante área de desarrollo, principalmente en prótesis y/o órtesis, ya que éstos son capaces de adaptarse mecánicamente a las características anatómicas de los pacientes, así como contar con un control robusto que se adapta a las necesidades del paciente, entre las cuales influye la edad y género del paciente, y en segundo lugar sus actividades cotidianas. Es decir, se adapta al ritmo de trabajo del paciente ofreciéndole una incorporación casi inmediata a su rutina, sin la necesidad de cuidados especiales o procedimientos de mantenimiento complicados, disminuyendo el costo del proceso de rehabilitación, en su debido caso. El desarrollo de este proyecto, abre la posibilidad de fortalecer las líneas de investigación en el campo de control avanzado, biónica, biomecánica, mecatrónica, tecnología de materiales, así como la integración de grupos de trabajo multidisciplinarios, con la participación directa de alumnos de nivel licenciatura y posgrado.

Además del diseño cinemático, dinámico y mecánico de la órtesis, la instrumentación y el control suponen una importante novedad tecnológica. Utilizando bioseñales extraídas a través de un sistema de instrumentación biomédica se recolectará la información necesaria ubicando los puntos anatómicos óptimos en el miembro del usuario. Ésta información será utilizada como entrada para un sistema de control de actuadores y demás dispositivos de control, para la determinación del movimiento de la órtesis y garantizar la respuesta casi instantánea del sistema, evitando así la sensación de arrastre. La implantación de teorías de control avanzado (robusto y adaptable) de tal manera que se puedan estimar la fuerza y velocidad con la que se debe de mover la órtesis para diferentes exigencias del usuario, aunque la teoría de estos sistemas de control es amplia, carece de aplicaciones prácticas que lleven a un beneficio directo a un sector especifico de la sociedad. La instrumentación biomédica y su aplicación en el control avanzado debe prestar especial interés en la intención del usuario, es decir, el usuario se debe ser capaz de controlar de manera eficiente la órtesis y ésta, a su vez capaz de responder correctamente a las diferentes condiciones de uso, marcha, trote, subir escaleras y pendientes, etc. Para ello, una caracterización de los impulsos bioeléctricos podría ayudar a determinar potenciales eléctricos que representen cierto tipo de movimiento característico, que al mismo tiempo, permita acotar el tipo de movimiento requerido. El desarrollo de un producto, como la órtesis que se sugiere en esta propuesta, a través de un grupo multidisciplinario (sector salud, industria, academia) obtendrá como resultado el fortalecimiento de líneas de investigación en aplicaciones de control avanzado (específicamente redes neurodifusas adaptativas), diseño de cadenas cinemáticas espaciales. Para el sector salud, los resultados de un proyecto de esta naturaleza, además de beneficiar directamente a los pacientes con su pronta rehabilitación y recuperación, incrementando así su calidad de vida; marcan la pauta para nuevas opciones de tratamiento que permitan la reintegración del paciente a su medio lo más pronto posible, sin que esto le represente un gasto excesivo. Se espera obtener un protocolo clínico para la determinación de pacientes viables para el uso de la órtesis, lo que podría abrir la brecha para generar un protocolo clínico general. El conjuntar un grupo de trabajo, capaz de construir la base del conocimiento (know how) y el desarrollo de una órtesis activa hecha a la medida para las características anatómicas del individuo mexicano, abre un amplio espectro en el mercado nacional para ofrecer un producto de alto valor agregado y costo competitivo. Cabe señalar que es importante no solo la integración de dispositivos comerciales para el desarrollo del presente, sino también hay que abrir líneas de investigación en el diseño de servo sistemas de alto torque y bajo peso y dimensiones, así como el diseño de biosensores de bajo tamaño y consumo de energía moderada. El sector salud no será el único beneficiado ya que puede aplicarse a cualquier ámbito donde se requiera potenciar la marcha humana (rescatistas, bomberos, cargadores, etc.) y en los atletas generar una carga contraria al movimiento de la extremidad y colaborar con la hipertrofia muscular además de prevenir lesiones graves porque limitaría los desplazamientos de las articulaciones en las direcciones de riesgo. Como contribución al estado del arte, se espera participar en conferencias y exposiciones para dar a conocer los avances del proyecto, así como para someterlo a la opinión de los diferentes gremios que nuestro proyecto abarca. De esta manera se podrá obtener sugerencias, observaciones y críticas, y usarlo como retroalimentación en el proyecto. Por otro lado, dependiendo del avance del proyecto, se planea formar parte del “Premio al Registro de Patentes” que organiza el Gobierno del Distrito Federal, en la categoría de Biotecnología, con el objetivo de obtener el apoyo para el tramite de la o las patentes que se puedan generar.