Asisten a la reunión 5 miembros del grupo en la que se debatieron muchos aspectos claves del diseño sobre parte de los desarrollos realizados desde la última reunión. Karina nos enseña sus bocetos (abajo*) y estudios sobre las posibilidades que ha ido pensando para el diseño de la prótesis; también trajo un libro sobre prótesis (de todo tipo) en el que nos llama la atención un cuadro sobre materiales que se utilizan para su fabricación; desde siliconas hasta plásticos o espumas (ver foto).

Sabemos que, aunque existan muchos materiales de avanzada tecnología, como la fibra de carbono, tenemos que restringir la elección a una opción que sea ‘lo más accesible’ y fácil de replicar, así que de momento seguimos pensando en el filaflex y en el PLA para la fabricación de la mano y, por tanto, en la impresión 3D como herramienta. Se habló sobre plásticos que se pueden termoformar con termoformadoras, pero no es una opción viable todavía (no tenemos esa posibilidad de fabricación en Medialab y los plásticos suelen ser bastante caros, además de difíciles para testear, requiere bastante conocimiento sobre el tema). No se descarta la posibilidad del uso de moldes y siliconas para determinadas partes de la prótesis, por ejemplo, fundas o guantes. Queda pendiente estudiar cuál será el material de contacto con la piel (biocompatible). Karina mencionó un tipo de material utilizado para guantes, el TPE (si no me equivoco); esto también está pendiente de investigar.

Luis también traía algunos bocetos, pero tipo ‘gadjeto brazo’, es decir, una mano completa que se acopla al muñón. Se debatió que la prótesis que se fabricaría estaría orientada a niñas con agenesia. Lo peculiar de estos casos es que suelen presentarse en manos izquierdas y que por lo general las niñas tienen un poco de palma, incluso algunos dedos en ciertos casos. Esto obliga a que el modelo sea capaz de albergar parte de la palma en su interior (al menos en uno de los diseños que se contemplan hacer), lo que complica aún más la disposición de los motores. Para ello, en el equipo de desarrollo ya se ha tenido en cuenta la posibilidad de dividir el sistema en motores por un lado en la palma y toda la electrónica, etc. en otra parte de la prótesis.

Viendo los modelos a escala 1:1, pensamos que los motores podrían estar albergados entre el comienzo de los dedos y la palma (es decir, donde están los nudillos). Ya aclaramos con Pablo,que la posición idónea de los motores sería situarlos horizontalmente en la palma. Mila ha tomado las medidas exactas para empezar a tantear el espacio con el que contamos… (se adjunta boceto con medidas). Se van a utilizar 3 motores: pulgar e índice independientes, para poder tener una pinza precisa, y otro motor que controle los restantes dedos o un conjunto de dedos, que completaran el agarre de la mano. Aquí se abrió el debate sobre la estética. ¿Mano con una forma lo más exacta posible a la humana o no?
Mila aportó también sus bocetos (ver imagen) en los que se decanta por una opción menos acercada al aspecto ‘normal’ de una mano. Sobre este tema no hay quórum aún. El equipo aquel día presente, planteamos 2 opciones:

1. Pulgar+índice+conjunto de 3 dedos en uno – pieza ancha que cumpla la función de éstos tres.
2. Mano de 5 dedos ‘normal’, pero con meñique, anular y corazón funcionando a la vez (movidos por 1 sólo motor). Quizás este aspecto determinante de la prótesis debería ponderarse mediante el cuestionario que se va a mandar a los padres o directamente a AFANIP (asociación).

Una idea si tenemos clara respecto al diseño de la palma, es que ha de ser plana en su encuentro con el pulgar, y no como el modelo de la Flexihand.

Otro de los temas debatidos y que nos ‘trae un poco de cabeza’ son las consideraciones que tenemos que tener respecto a los sensores que se van a utilizar. Empezamos optando por los Flexisensores, dado que parecía la opción más ‘fácil’ para controlar los motores a través de la flexión de los dedos. El problema es que el más pequeño de estos sensores que se comercializa en el mercado mide 7cm, demasiado grande para una prótesis de un niño o niña de 5-6 años. De todas formas, el equipo de modelado ya hemos planteado una posible opción para la fabricación de dedos a los cuáles se les pueda acoplar fácilmente estos sensores y, sobre todo, recambiarlos. Somos conscientes de que las piezas tienen que ser fáciles de desmontar y reponer en caso de que se rompan; esto también se está considerando en el diseño.

En el caso de incorporar el flexisensor, el dedo pensado estaría formado por una única pieza de filaflex (no estaría dividido por falanges, como el modelo impreso de la flexihand) albergando el sensor en la parte superior, dentro de una cavidad. Las secciones del dedo serían variables, permitiendo así que se doblen en los puntos donde es necesario. Luis y Mila bocetaron éstas ideas en unos primeros trazos.

También estuvimos pensando en cómo incorporar otro tipo de sensor alternativo que se mencionó en el grupo de desarrollo; los sensores de fuerza resistivos.

Vimos que se comercializan cuadrados y redondos, y de varios tamaños. Encontramos uno redondo de 7,6mm de diámetro, buen tamaño para la yema de los dedos finales. Sin saber exactamente cómo funcionan y qué posibilidades ofrecen, pensamos cómo se podría introducir en la prótesis, aunque esperamos concreción por parte del equipo de desarrollo. Una de las pegas de este sensor, por lo que entendimos es, por ejemplo, que no se podrían hacer gestos, dado que funcionan sólo mediante presión…

Mónica dejó apuntado una referencia que encontró, «Tact Hand», desarrollada por Patrick Slave- otra mano mioélctrica en open. Este caso es peculiar por el mecanismo usado en el movimiento del pulgar. Queda también apuntado para investigar mejor. Parece que tienen el desarrollo en Github>>

Por último, Luis apuntó la necesidad de saber las medidas de algún caso real, para encaminar el diseño; aunque él ha conseguido una ficha con los estándares por edades, sería interesante que alguno de los padres aportara fotos de ambas manos y medidas para orientarnos mejor.

Dejo apuntado un resumen con las tareas inmediatas a ir desarrollando:

-Investigar materiales biocompatibles que vayan en contacto con la piel.
-URGE: Modelado y fabricación de palma que incorpore motores + dedos a los que se pueda incorporar flexisensor u otros sensores (esto es para ir testeando ya electrónica, tamaños etc).
-Cuestionario a padres/AFANIP para responder a requisitos, entre ellos lo referente al aspecto humanoide de la prótesis.
-Toma de medidas reales de algún voluntario + fotografías de ambas manos (frente y perfil).

Nos vemos en la próxima reunión tras las fiestas.

*Bocetos de Karina

Estuvimos 5 miembros en este encuentro casi informal dedicado más a realizar tareas que a debatir o hablar ciertas cuestiones. Se unió al grupo Javier, un nuevo compañero con conocimientos en programación.
Por un lado, se diseñó e imprimió una nueva rueda adaptador para conectar el motor con los tensores, comprobamos que hay que cambiar ese diseño. Además, pudimos probar con el dedo del modelo Open Bionics impreso en filaflex la fuerza del motor, comprobamos que es demasiado rígido para la fuerza que necesitamos desarrollar. La solución es probar sobre los dedos que se usarán al final que tienen menor resistencia.
También estuvimos haciendo una nueva mesa de trabajo para anclar la mano y hacer las diferentes pruebas a partir de ahora.
Mientras tanto, los compañeros siguieron calibrando la máquina fresadora Roland específica para realizar placas electrónicas. Hay que agradecer el gran esfuerzo de Emanuele y Rubén que han puesto a punto esta máquina que estaba en desuso. Esa tarde se hicieron pruebas de calibración más precisas y dieron buenos resultados. A partir de ahora esta infraestructura queda a vuestra disposición.

Estuvimos debatiendo la posibilidad de separar los sistemas de motores y la electrónica en dos grupos para poder introducirlos en la prótesis de una mejor manera. En los próximos desarrollos lo haremos así.

Por último, nos llegó de rebote de un grupo del Taller de Interactivos que se está celebrando estos días un kit de Bitalino. Es un kit específico para biosensores de varios tipos entre ellos los que nosotros necesitamos EPD¿?. La tarea ahora es buscar las licencias de este kit, la compatibilidad con Arduino y el resto del sistema y la precisión de la señal que ofrece. Tiene muy buenas prestaciones pues se basa en una placa con varios tipos de conexiones, incluida bluetooth, entradas de sensores y un conjunto de placas muy pequeñas independientes y específicas para cada tipo de sensor.
Seguimos en las próximas sesiones de desarrollo.

En esta primera reunión del equipo de desarrollo estábamos presentes 12 de los miembros del grupo, de los cuales muy pocos pertenecientes a otros equipos de trabajo.

Pablo traía toda la electrónica y l  a placa con un motor incorporado para poder ensamblarle un dedo con el flexisensor y comenzar a probar.

• -Las primeras pruebas que hacemos con una fuente de pilas de 9V no tiene éxito por la fuerza que tiene que ejercer el motor para mover el dedo impreso con filaflex. Es un diseño demasiado rígido para poder trabajar con estos motores y aproximarnos a la potencia necesaria real que necesitaremos. Volvemos a probar con una fuente de alimentación regulable con 10 – 12V y si funcionan.
• Pablo nos explica y podemos testear la solución a la problemática sobre los motores de revolución. Como se están utilizando como falsos servomotores, se planteaba que estos motores una vez que lleguen a cierta posición, se paran, dejan de recibir corriente y dejan de ejercer presión. Esto implica que sin apenas esfuerzo retrocederían de la posición determinada, no como los servos que al llegar a una posición no pueden retroceder si no se les ordena. Bien, pues esto se puede solucionar si se cortocircuitan diseñando este modo desde el principio.

Seguimos tratando temas mientras se pone a punto el código para manejar el dedo.

Los flexisensores que en diseño hemos detectado que tiene que ser más pequeños para incluirlos en el proyecto, a priori no existen. Nos ponemos como tarea buscar unos más pequeños o alternativas. Se ha planteado cortarlos a mano y puentearlos o incluso hacernos unos caseros, pero esto eliminaría fiabilidad al circuito y las señales.

Vemos la necesidad de hacer una mesa de trabajo en la que una mano esté anclada para poder trabajar con ella de manera más sencilla sin tener que anclar los dedos a la propia placa electrónica.

Se anota para el desarrollo de los circuitos la necesidad de incluir un botón o dispositivo de reinicio o parada de emergencia. Clara nos dice que es muy sencillo incluyendo un conmutador al inicio del circuito entre la batería y la placa.

Los sensores hasta ahora son el tema menos explorado y más difícil de testear por la falta de posibilidades y acceso a los existentes. Pablo nos confirma que el sensor Myo que intentaba conseguir por parte de un amino no va a ser posible. A la espera de encontrar otra alternativa para testear un sensor de este tipo, vamos a seguir investigando las librerías de arduino que tienen abiertas y ver las posibilidades reales que ofrece este sensor, los datos que permite manejar, etc. Por otro lado, vamos a comenzar a testear con los sensores básicos a los que sí tenemos acceso, algunos miembros se ofrecen a ceder temporalmente los suyos mientras compramos unos para el proyecto.

Al hilo de lo anterior, acordamos abrir una cuenta en GitHub para trabajar con los archivos de arduino o los que vayamos generando, para que sea más sencillo su manejo. Además como es una de las plataformas abiertas más utilizadas, esta cuenta la podremos utilizar para el resto de archivos que vayamos generando. Todo lo trabajado será más accesible y abierto.

El siguiente paso en la electrónica es diseñar y montar una placa con los tres motores y comenzar a probar. Lo ideal sería poder realizarla en la microfresadora del FabLab que los compañeros Emanuel y Rubén se han encargado de echar a andar. También se ha planteado la posibilidad de probar con servomotores para no descartar ninguna posibilidad, pero creemos mejor centrar los esfuerzos pues en ese campo ya se estaba trabajando en Exando una Mano.

Pensando en el diseño de la nueva placa, hay que imprimir una nueva rueda de enganche de los tensores con el motor que permita mejor conexión. Además, tenemos que pensar en la posibilidad de que los motores estén anclados directamente a la estructura de la mano para evitar excesivos esfuerzos en la placa electrónica.

Pasamos a repasar la lista de especificaciones que comenzamos en la última reunión general para ver qué afecta al área de desarrollo y que otras especificaciones se pueden añadir desde aquí.

• Volumen: posibilidad de colocar la placa en un lugar y los motores en otro.
• Peso: la mayor restricción estará en la batería.
• Autonomía: ídem con la batería.
• Dedo índice: implementar un cable que conecta con la piel para que sirva con las pantallas táctiles capacitativas.
• Movimiento de dedo para el ratón del PC: mejor incorporar una función de ratón en la que el arduino traduce directamente las señales de los dedos en el movimiento del ratón.
• Estandarización: más adelante hay que intentar reducir la placa diseñada por nosotros en drivers o circuitos que se puedan comprar.
• Temperaturas: revisar las temperaturas de funcionamiento de cada parte, sobre todo de la batería.
• Escalable: establecer límites de trabajo de los motores según fuerza que proporcionan y asignarlos a rangos de edad.
• Añadir un dispositivo que pueda regular la potencia y velocidad de movimientos, esto con sensores Myo creemos que no es necesario.
• Añadir un sensor de calor que avise de temperaturas muy altas para que el niño no se queme.

En la parte de software Juanjo comenta las tres partes en las que se divide el proceso: recepción de información, emisión de señales y biofeedback. Se acuerda investigar en cada una de ellas. En concreto el sistema de biofeedback que nos permita ensayar con la estimulación de los músculos y generar un sistema de autoaprendizaje de los sensores y motores.

En el FabLab se quedan parte de los componentes que ha traído Pablo y esperamos que pronto se vayan sustituyendo por los propios del proyecto. Están a disposición de todos para trabajar y testear.

Sin más, acordamos quedar esta misma semana en algún hueco que encontremos el fin de semana. También nos veremos en la reunión general del próximo martes 15 a las 18:00.