Sincronía Humano-Robot: Asistencia Flexible Usando Osciladores Adaptativos

Proponemos un método novedoso para la asistencia de movimiento que se basa en osciladores adaptativos, es decir, herramientas matemáticas que son capaces de extraer las características de alto nivel (amplitud, frecuencia y desplazamiento) de una señal periódica. Tal oscilador actúa como un filtro sobre estas características, pero mantiene su salida en fase con respecto a la señal de entrada. Usando un modelo inverso simple, predijimos el torque producido por participantes humanos durante la flexión-extensión rítmica del codo. Retroalimentando una fracción de este torque estimado al participante a través de un exoesqueleto de codo, pudimos demostrar la eficiencia de la asistencia a través de una marcada disminución de la electromiografía del bíceps y tríceps. Es importante destacar que, dado que el oscilador se adaptó al movimiento impuesto por el usuario, el método nos permitió cambiar de manera flexible el patrón de movimiento y siguió siendo eficiente durante las épocas no estacionarias. Este método muestra promesas para el desarrollo de nuevos protocolos de rehabilitación asistida por robots porque no requiere especificar previamente una trayectoria de referencia y no requiere un complejo sensor de señales o calibración de un solo usuario: la única señal que se mide es la posición de la articulación aumentada. En este documento, demostramos además que esta asistencia fue muy intuitiva para los participantes, quienes se adaptaron casi instantáneamente.