1. Resumen—En este artículo se hace una revisión de las
prótesis robóticas. En este trabajo se presentan algunos
argumentos que se justifican el desarrollo de prótesis
robóticas, y los principales retos que existen para crear
prótesis fiables y de alto rendimiento que emulen
apropiadamente el comportamiento de los miembros que
sustituyen. Además se presentan algunos ejemplos de prótesis
robóticas exitosas y se finaliza con un resumen del estado
actual de las investigaciones realizadas hasta el momento
I. INTRODUCCION
a palabra prótesis proviene del griego: prós (πρός) 'por
añadidura', 'hacia' thé-sis (θέσις) 'disposición' [1]. El
diccionario de la La Real Academia Española adopta como
definición: Procedimiento mediante el cual se repara
artificialmente la falta de un órgano o parte de él; ó como el
aparato o dispositivo destinado a esta reparación. [2].
En términos generales una prótesis (dentro del ámbito
médico), es una extensión artificial que reemplaza una parte
faltante del cuerpo.
Considerando las definiciones citada en el párrafo anterior,
podemos definir a una prótesis robótica, como un elemento
artificial dotado de cierta autonomía e inteligencia capaz de
realizar una función de una parte faltante del cuerpo. Dicha
autonomía e inteligencia se logra al integrar sensores,
procesadores, actuadores, y complejos algoritmos de
control.
De acuerdo a esta definición, las prótesis de uso cosmético
quedan completamente excluidas, como por ejemplo los
ojos de vidrios, las piernas de madera, etc.
El uso de prótesis data de tiempos inmemorables. Existen
ejemplos como la mano de acero utilizada por Götz von
Berlichingen (1504 d.C.) [3], o la pierna de Bronce de
Capua (300 a.C.) [4], o lo que hasta la fecha es la prótesis
hallada mas antigua “el dedo gordo del Cairo”,
perteneciente a una momia egipcia (entre 1069 a.C. y 664
a.C) [5]. (figura 1). En [6] y [7], se puede encontrar de
manera mas detallada la evolución e historia de las prótesis.
*Este artículo ha sido desarrollado como parte de la asignatura
Robots de Servicio del Master en Automática y Robótica de la Universidad
Politécnica de Madrid.
Figura 1: Primeras prótesis.
Si bien, el uso de prótesis es consecuencia de accidentes,
cancer, males formaciones, etc., el factor determinante que
ha impulsado el desarrollo de las mismas fue la necesidad
Prótesis Robóticas
Lisandro Puglisi y Héctor Moreno
Universidad Politécnica de Madrid,
Departamento de Automática, Ingeniería electrónica e Informática Industrial *
L

2. de mejorar la calidad de vida de los sobrevivientes de
guerras.
Sólo durante la Guerra Civil Norteamericana (1861 - 1865)
se practicaron 30000 amputaciones, durante la Segunda
Guerra Mundial (1939 -1945) 14782, y durante el actual
conflicto con Iraq (desde el 2003 hasta la fecha) se han
reportado hasta agosto del 2008 son 1214 amputados, [6]
[7]. Sin embargo, en este último conflicto, la relación de
amputados con la cantidad de muertes ocurridos en
combate, duplica al ocurrido al resto de todas las guerras y
conflictos.
El desarrollo de prótesis, involucra la necesidad de fusionar
conocimientos de la fisiología y biomecánica humana,
mecanizado de materiales y prototipado de mecanismos,
interfase hombre- máquina.
En este artículo se hace una revisión de las prótesis actuales
y de los últimos desarrollos de prótesis robóticas. En la
siguiente sección se presentan algunos argumentos que
justifican el desarrollo de prótesis robóticas, y los
principales retos que existen para crear prótesis fiables.
II. JUSTIFICACIÓN DE LA ROBOTIZACIÓN
Las prótesis de brazos datan desde 1912, estas prótesis
tenían la forma de gancho que podía ser cerrado o abierto
encogiendo los hombros y mediante una cuerda que pasaba
por la espalda. Después de la segunda guerra mundial, se
creo la mano mioelectrica, sin embargo esto no cambio el
hecho de que las prótesis eran difíciles de manejar.
Actualmente, las prótesis con forma de gancho han sido
mejoradas en apariencia a través de moldes de mano hechos
de plástico y con una apariencia casi realista. Sin embargo,
estas prótesis no mejoran la capacidad del usuario para
controlarlas y realizar tareas mas sofisticadas.
Las prótesis de brazo tienen como mucho tres grados de
libertad: se puede abrir y cerrar el gancho, se puede
extender y retraer el codo, y con los modelos más
sofisticados se puede rotar la muñeca. Aun así, esos
movimientos sencillos requieren de entrenamiento,
concentración, y esfuerzo, lo cual resulta en un movimiento
que no es fluido ni preciso. Esto contrasta con un brazo
humano que tiene más de 25 grados de libertad y por lo
tanto una mayor destreza, además de la habilidad de
determinar si algo esta frió o caliente.
Por otro lado, en las prótesis de pierna existen aun algunos
problemas, por ejemplo, los amputados que utilizan prótesis
mecánicas requieren entre 10-60% mas energía metabólica
que las personas tienen el miembro real, dependiendo de la
velocidad de caminado, el estado físico de la persona, la
causa de la amputación, el nivel de amputación, y las
características de la prótesis. Además, los amputados
caminan entre 10-40% mas lento que las personas intactas
[9]. Tales problemas clínicos son en parte generados por las
prótesis actuales. Las prótesis comerciales actuales
comprimen estructuras de resortes que almacenan y liberan
energía durante cada periodo de estancia. Debido a su
naturaleza pasiva, estas prótesis no pueden generar más
energía mecánica que la que es almacenada durante cada
paso. Al contrario, el tobillo humano genera trabajo neto
positivo y tiene mayor potencia pico durante el periodo de
estancia.
Por otra parte, en los últimos años se han desarrollado con
gran éxito diversas prótesis visuales que han permitido a
personas ciegas percibir objetos y determinar su posición.
Estas prótesis están aun lejos de devolver las vista a las
personas ciega, sin embargo tienen un enorme potencial, y
se irán haciendo más útiles a medida que mejore la
tecnología.
III. DIFICULTADES Y RETOS
Hacer una prótesis robótica de una calidad aceptable
requiere de un enorme esfuerzo, no solo en el campo de la
mecatrónica si no también en neurociencia, ingeniería
eléctrica, ciencias cognitivas, procesamiento de señales,
diseño de baterías, nano-tecnología, y ciencias del
comportamiento.
Para obtener una prótesis que emule en buena forma la
dinámica del miembro amputado es necesario que el diseño
satisfaga ciertas especificaciones, como lo son:
Tamaño y Masa: Las dimensiones de la prótesis
deben ser las mismas que las del miembro que
sustituyen. Por otro lado, la masa debe ser igual o
menor a la del miembro amputado para que el
portador pueda manipularla con facilidad y no
haga esfuerzos extraordinarios que puedan dañar
los músculos que soportan la prótesis.
Velocidad y Torque. La prótesis debe capturar
completamente el comportamiento torque-
velocidad del miembro que sustituye.
Baterías. La duración de las baterías de una
prótesis robótica debe permitir un funcionamiento
de al menos 16 hrs para que el usuario no tenga
problemas de insuficiencia de energía durante las
actividades diarias.
Ancho de Banda del Torque. El ancho de banda de
una prótesis es la frecuencia a la que se debe
actualizar el torque aplicado en el mecanismo de
accionamiento de tal manera que el caminado sea
natural
Realimentación al Usuario. La prótesis debe
realimentar al usuario que la prótesis a tenido
contacto con el ambiente y también la intensidad
del contacto. Esto podría ser solucionado mediante
interfaces hápticas o utilizando señales eléctricas.

3. Una de las principales limitaciones por la cual el desarrollo
de prótesis robóticas comerciales no se afincado es el
relativamente pequeño numero de personas que lo
necesitan. Debido a eso puede resultar que una prótesis de
elevado numero de grados de libertad (e.g., un brazo de 25
gdl) sea muy costosa y prácticamente incosteable para la
mayoría de la gente.
IV. CLASIFICACIÓN DE LAS DIFERENTES ACTIVIDADES
De acuerdo a la bibliografía consultada, a continuación se
proponen una serie de clasificaciones basadas en la función
que realiza, los elementos que emplea para realizar su
función y la metodología empleada para su control.
Considerando la función que realiza y dado la importancia
de ellas, se pueden hacer una gran distinción entre las
prótesis motoras del resto de las demás. Dentro de las
prótesis motoras, se puede hablar prótesis de miembros
superior (hombros, brazos, manos) y prótesis de miembros
inferiores (cadera, piernas, pies).
Desde el punto de vista de acción, se pueden clasificar
como prótesis Pasivas o Activas. Es decir, si poseen un
elemento que requiere de energía adicional para realizar su
acción o no, como por ejemplo un motor. Por su
contraparte, una prótesis pasiva no posee elementos activos.
Por lo general, las prótesis pasivas de locomoción están
basadas en el empleo de resortes.
Respecto al modo de control, se puede considerar aquellas
prótesis que son accionadas mediante el uso de interruptores
o comandos preprogramados, o aquellas que responden a la
voluntad humana empleando alguna señal biológica
(Electromiografía, Electroencefalografía, etc).
Figura 2: Clasificación de las prótesis
También se pueden clasificar en aquellas que tienen la
capacidad de proveer al usuario realimentación de
sensaciones o no, como ser tacto, sensación de frío o calor,
etc.
V. ESTADO DEL ARTE
En esta sección se revisan las prótesis comerciales actuales
y algunas prótesis que están en fase de investigación. Las
compañías más representativas en el desarrollo de prótesis
son Otto Bock y Ossur [10] y [11].
A. Prótesis No Robotizadas
Este tipo de prótesis son las mas comerciales y de uso
común. La actuación proviene de fuerzas ejercidas por el
usuario ya se por el movimiento relativo de algunas partes
del cuerpo o por la inercia del mismo.
Gancho (OttoBock)
El Gancho se utiliza como herramienta de agarre y es
actuado directamente por el usuario mediante un sistema de
cables. Los ganchos son útiles en aquellas tareas que
demanda una gran precisión para agarrar pequeños objetos
como lo son los tornillos o clavos. Los ganchos se abren
mediante un arnés que se pone en la parte superior del
cuerpo. Se cierran independientemente mediante un resorte
o componentes elásticos.
Figura 3: Gancho
Sistema de articulación de cadera HELIX3D (Otto Bock)
HELIX3D es utilizado por personas con desarticulación de
cadera y de las personas con hemipelvectomía. Tiene un
control de resorte y sistema hidráulico de la fase de apoyo e
impulsión.
La estructura de este sistema
• consigue un movimiento tridimensional de la
cadera para compensar la rotación pélvica y
favorece un aspecto natural y simétrico de la
marcha.
• posibilita un acortamiento de la pierna en la fase de
impulsión con el objetivo de reducir el riesgo de
caídas, aumentando con ello la seguridad
funcional.

4. • Es ligera para no ejercer una car
• Trata de lograr una posición adecuada y reducir al
mínimo la posición inclinada de la pelvis.
El control de resorte y sistema hidráulico
• sirve de ayuda al comienzo de la fase de impulsión
del usuario de la prótesis mediante resortes
integrados de tracción. La energía acumulada en la
fase de apoyo se emplea para compensar la
ausencia de musculatura de la cadera en el
comienzo de la fase de impulsión y reducir el
esfuerzo necesario al caminar.
• controla el movimiento tridimensional durante el
ciclo de la marcha.
• posibilita un apoyo del pie controlado y
amortiguado en la fase de apoyo con una notable
reducción de la hiperlordosis, así como una
extensión armónica de la articulación de cadera. Se
hace posible una flexión plantar controlada y
regular sobre la prótesis bajo una carga completa.
• Permite el ajuste individual de la longitud del paso
y el control de los movimientos oscilantes en la
fase de impulsión
Figura 4: Sistema de articulación de cadera HELIX3D
Articulación modular de rodilla con bloqueo (Otto Bock)
Esta articulación permite bloquear la rodilla para realizar
tareas donde es importante mantenerse fijo, el desbloqueo
de la articulación debe ser fácil para permitir al usuario
caminar después de haber realizado la tarea. Esta
articulación soporta a personas con un peso de 100Kg
El sistema de bloqueo asegura de modo automático la
articulación en una posición totalmente extendida,
encajándose el trinquete de bloqueo de forma audible y
perceptible. La articulación puede desbloquearse tanto
mediante el cable de tracción como presionando el trinquete
de bloqueo (rótula).
Figura 5: Articulación modular de rodilla con bloqueo
Las articulaciones EBS tienen un sistema hidráulico
optimizado para la fase de impulsión.
Figura 6: Articulación de rodilla EBS
Prótesis de pie y tobillo (Ossur)
Este tipo de dispositivo consiste de tres partes. La primera
es un conector hecho de polipropileno o de materiales
compuestos de fibra de carbón que se ajusta sobre la parte
baja de la tibia. La segunda parte es una goma de silicón es
funciona como interfase entre el pie y el conector para
proteger la piel. Finalmente, para remplazar el conjunto
tibia y pie se utiliza un elemento curvado de fibra de vidrio
de alta rigidez. Este ultimo elemento se encarga de
almacenar energia y posteriormente durante la fase de
impulsión regresarla al usuario.
Esta prótesis fue utilizada por Oscar Pistorius que se
convirtió en el primer amputado en romper la barrera de los
22 segundos para los 200 m durante los juegos paralimpicos
de 2004.

5. Figura 7: Prótesis de pie y tobillo
B. Prótesis Robotizadas
En esta subsección se presentan algunas prótesis
robotizadas que ya son comerciales y otras que están en fase
de investigación. Aquí se caracterizan como prótesis
roboticas aquellas que tiene una fuente de energía propia, un
actuador, y sensores que permiten leer los movimientos
deseados por el usuario. Por lo tanto tambien se requiere un
sistema de procesamiento de esas señales (aun en su forma
mas básica) para poder convertir esas señales en
movimientos de los actuadores. En esta definición no es
necesario que el sistema provea de retroalimentación al
usuario. Sin embargo en la mayoría de las prótesis la
realialimentación se realiza a través de la vista.
Mano Mio-eléctrica (Otto Bock)
Esta mano tiene una fuerza de agarre (100N) y una
velocidad (300 mm/s), se pueden agarrar objetos
rápidamente y con precisión. Se puede seleccionar un total
de 6 programas diferentes con ayuda del MyoSelect 757T13
y ajustarlos a la indicación del cliente como corresponda.
Permiten una adaptación óptima a las necesidades y
capacidades del usuario de la prótesis.
La supresión del sensor de los pulgares permite al cliente
agarrar de forma activa y consciente. Los objetos se fijan y
se colocan mediante señales musculares, ya que el sistema
electrónico de la MyoHand no reajusta automáticamente la
fuerza de agarre. Esta prótesis se recomienda a pacientes
activos con un nivel de amputación bajo. Otra ventaja
esencial de la mano es que el usuario puede generar de
manera activa una fuerza de agarre de hasta 100 N. Gracias
a los distintos programas de control puede encontrar una
selección perfectamente indicada para el paciente. La
velocidad y la generación de la fuerza de agarre pueden
adaptarse perfectamente a las necesidades del usuario
mediante el MyoSelect 757T13.
Figura 8: Prótesis MyoHand
Mano electrónica (Otto Bock)
Esta mano tiene el Control Dinámico de Modo (DMC en
ingles) la velocidad y la fuerza de aprehensión se regulan de
forma proporcional a la fuerza de la señal muscular. Este
control también se caracteriza por un nuevo tipo de modo de
seguridad: Después de agarrar una vez con la máxima
fuerza, se requiere una señal EMG ligeramente más alta
para abrir la mano. Esto evita que la mano se abra debido a
una contracción involuntaria del músculo. El control Digital
Twin combina en una sola mano ambos controles clásicos:
el digital y el control por doble canal.
Figura 9: Mano eléctrica

6. Figura 10: Mano eléctrica para niños
Codo- Antebrazo ErgoArm (Otto Bock)
ErgoArm®, ErgoArm® plus, ErgoArm® Hybrid plus
y ErgoArm® Electronic plus son cuatro componentes de
codo que facilitan el tratamiento myoeléctrico en altos
niveles de amputación.
Figura 11: Prótesis Codo-Antebrazo
Cuanto más alto es el nivel de amputación, mayores son las
demandas en la técnica de protetización. El montaje tanto
del ErgoArm® Electronic plus como del ErgoArm® Hybrid
facilitan la protetización myoeléctrica en niveles altos de
amputación.
El 12K44 ErgoArm® Hybrid plus se recomienda para
prótesis híbridas con una mano myoeléctrica y una
articulación de codo con cable de tracción. Gracias a la
conexión fácil "EasyPlug", todos los cables eléctricos
desaparecen en el interior de la prótesis para que pasen
desapercibidos y estén protegidos.
Prótesis Bionica I-Limb
La prótesis I-limb es una mano biónica cuyos dedos son
controlados independientemente y por lo tanto permiten
una gran cantidad de movimientos. Esta mano es capaz de
hacer agarres de precisión y de potencia de diferentes
formas. La mano I-limb ya ha sido implantada en pacientes
de varios paises [12].
Figura 12: Elementos de un dedo
Figura 13: Mano I-limb
UTAH arm 3 (U3+)
El U3+, es una prótesis de brazo basada en el UTAH ARM.
La misma consiste en el control del movimiento del codo, la
mano y opcionalmente la muñeca. Provee una gran variedad
de entradas de control adecuándose a las necesidades del
usuario, como ser señales de EMG, sensores externos, etc.
Es compatible con las tecnología i-Limb Hand, y con todos
los dispositivos terminales existentes en el mercado. El
control de permite realizar movimiento a diferentes
velocidades. El codo es capaz de soportar el momento
producido por un peso de aproximadamente de 5 kg en la
mano [13].
Figura 14: UTAH arm 3
El Brazo de Luke
El brazo de Luke desarrollado por la compañía DEKA ha
sido diseñado para que posea cuatro características que sea
modular, ligero, ágil y contener múltiples controladores. El
diseño modular permite configura la prótesis para cada
amputado (dependiendo del nivel de amputaciòn). El peso
del brazo es el de una mujer promedio El brazo de Luke
tiene 24 grados de libertad. Además, tiene 12
microprocesadores además contiene sensores de
realimentación de fuerza para mejorar el control.

7. El brazo se puede mover con señales nerviosas,
musculares, o utilizando sensores de presión en la planta del
pie [7].
El brazo de Luke es producto de un plan estratégico para el
desarrollo de prótesis robóticas iniciado por la DARPA en
EU que a invertido al menos $71.2.
Figura 15: Brazo de Luke
Power Knee (Ossur)
La Power Knee es fabricada por la componía Ossur. Es la
primera prótesis de rodilla que remplaza la función
muscular perdida a través de una fuente activa de potencia
(un actuador eléctrico) que permite generar la propulsión
necesaria para el caminado y también en actividades como
lo son levantarse de una silla de ruedas o subir las escaleras.
La Power Knee contiene un arreglo de sensores, incluyendo
giroscopos, células de presión, celdas de cargas, sensores
angulares y el Modulo de Propriocepción Artificial en la
Pierna de sonido( utiliza un sensor de sonido que permite
conocer el ritmo de la pierna sana).
El sistema de sensores, habilita al dispositivo observar el
estado general de la interfase humano-prótesis. El sistema
contiene un microprocesador que utiliza la información de
los sensores para lograr un caminado similar al humano. La
información proveída por sistema sensorial del sonido
lateral permite regenerar la verdadera cinemática del
caminado mientras anticipa la función requerida cuando las
condiciones de caminado cambian.
El Power Knee esta limitado para amputados de una sola
pierna, que pesen menos de 100 kg. La longitud del suelo a
punto de amputación debe ser al menos de 49 cm y se de
conectar muy bien al miembro amputado.
Figura 16: Power Knee instalado
Propio Foot (Ossur)
La Propio Foot es el primer modulo de pie inteligente del
mundo. Es fabricada por la componía Ossur. Los
acelerómetros miden en tiempo real el movimiento a una
velocidad de 1600 ciclos por segundo. Siguiendo la ruta del
tobillo a través del espacio, el sistema define las
características del caminado y los eventos, incluyendo el
golpe del talón y el movimiento para dejar el suelo.
Para cada paso, el dispositivo construye su ruta mediante un
análisis continuo del movimiento horizontal y vertical,
haciendo un trazado del pie como se mueve a través del
espacio. Este trazado varía de acuerdo al terreno de tal
forma que los algoritmos de reconocimiento del patrón de
marcha pueden detectar e identificar cuando el usuario esta
caminando en una superficie plana o con inclinación o si
esta subiendo o bajando escaleras, también si el usuario esta
en posiciones relajadas.
Una tarjeta de control recibe un flujo constante de señales
del sistema de inteligencia artificial. El controlador
comanda a un actuador lineal para que las fuerzas y
posiciones adecuadas del pie durante el caminado.
Figura 17: Propio Foot

8. Figura 18: Propio Foot Instalado
El Propio Foot se desarrollo con tecnología previamente
desarrollada en el MIT por Hugh Herr. En [14], presentan
el diseño de una prótesis de tobillo-pie que soluciona de
manera satisfactoria la mayor parte de los problemas que
hay en este tipo de prótesis (ver siguiente figura). La
arquitectura básica del diseño mecánico es un resorte,
configurada en paralelo con un actuador de alta potencia. La
prótesis requiere de gran potencia mecánica como también
de un torque de pico alto. El resorte paralelo comparte la
carga con el actuador, por lo tanto la fuerza de la fuerza
pico del actuador del sistema es disminuida notablemente.
Consecuentemente, se puede utilizar un radio de
transmisión más pequeño, y también se obtiene un ancho de
banda de fuerza mayor. La elasticidad en serie es una
característica importante para este tipo de prótesis dado que
puede prevenir el daño a la transmisión debido a las cargas
de choque cuando el pie choca con el suelo.
Figura 19: Prototipo de Tobillo
Figura 20: Esquema del tobillo
Como se puede ver el la figura, existen 5 elementos
principales del sistema mecánico: un motor de d.c., una
transmisión, un resorte en serie, un resorte en paralelo
unidireccional, y una prótesis del pie de plástico. Los tres
primeros elementos son combinados forman un sistema
llamado Actuador Elástico en Serie (SEA). Un SEA,
desarrollado previamente para robots caminantes, consiste
de un motor de DC en serie con un resorte (o una estructura
de resortes) a través de una transmisión mecánica. Los SEA
proveen control de fuerza controlando la distancia a la cual
los resortes en serie son comprimidos. Usando un
potenciómetro, se puede obtener la fuerza aplicada a la
carga midiendo la deflexión de los resortes.
Figura 21: Fases de caminado
En esta aplicación se utilizo el SEA para modular la rigidez
de la articulación así como también para proveer de un
torque constante de offset. El SEA suministra la rigidez
durante la Plantar-flexión Controlada (PC), y otra rigidez
desde la PC hasta la Plantar-flexión Potenciada. Debido a
la demanda de torque y potencia, se incorpora un resorte al
SEA, de tal manera que la carga del SEA es ampliamente
reducida. Debido a este hecho, el SEA tendrá un gran ancho
de banda en fuerza para suministrar el empuje durante el la
PP. Para evitar obstaculizar el movimiento del pie durante la
fase rotación, el resorte paralelo es implementado de
manera unidireccional.

9. C. Prótesis Visuales
Las prótesis visuales pueden crear una sensación de visión
activando eléctricamente las celular nerviosas del sistema
de visión. Las prótesis pueden convertir imágenes desde una
cámara en patrones de estimulación eléctrica aplicada a una
membrana mediante un estimulador neuronal implantado.
Las prótesis visuales están delineadas en la locación
anatómica del arreglo de electrodos estimulantes. Los
implantes en humanos han sido probados en la retina,
corteza visual, y en el nervio óptico.
Los intentos clínicos recientes de implantes de retinas
incluyen implantes epiretinales, un dispositivo pasivo sub-
retinal y un dispositivo sub-retinal activo [15]. Los
dispositivos pasivos utilizan la luz incidente como potencia,
mientras los activos tienen una fuente externa de potencia.
Todos los dispositivos que se están probando son
manufacturados por compañías, la cuales tiene los sistemas
de calidad requeridos y la capacidad de manufactura
productos robustos. Los equipos de pruebas que se
presentan a continuación son producidos por diferentes
compañías.
Figura 22: Concepto de una prótesis de retina.
En la figura 22 se puede ver el concepto de una prótesis de
retina que captura una imagen con una cámara de video. La
información de la imagen se procesa y es transmitida via
Wi-Fi al estimulador implantado, el cual estimula la retina
en un patrón.
El primer intento clínico de prótesis retinal implantada
permanentemente fue realizado por Optobionics, Inc, en
2000. El dispositivo era un arreglo pasivo de micro-
fotodiodos de 3500 elementos. Los sujetos sometidos a
estas pruebas no reportaron vision pixelada, como podría
esperarse si cada fotodiodo estuviera actuando como un
fotorreceptor.
Un prototipo epiretinal con 16 electrodos esta siendo
probado por Second Sight Medical Products, Inc. Esta
prototipo empezó en 2002 y ha sido utilizado en seis sujetos
con poca percepción de la luz. Los sujetos de prueba pueden
usar información espacial desde el estimulador para detectar
movimiento y ubicar objetos. Los sujetos demostraron su
habilidad para distinguir entre tres tipo de objetos comunes
(platos, tasas, y cuchillos) en niveles estadísticamente
superiores. Además, demostraron que pueden discernir la
dirección de movimiento de una barra pasando enfrente de
la cámara.
En 2006 se comenzaron hacer pruebas de un dispositivo
activo sub-retinal desarrollado por Retina Implant GMBH
(Reutlingen, Germany). Un circuito integrado fue
implantado debajo de la retina. El CI tiene 1500 micro
fotodiodos, los cuales sirven para modular los pulsos de
corriente basándose en la cantidad de luz incidente sobre el
fotodiodo. Este grupo no a desarrollado aun electrónica
telemétrica, sin embargo conectan el CI sub-retinal usando
un cable micro fabricado que pasa por la orbita y cruza la
piel detrás del oído.
VI. PLANES ESTRATÉGICOS
Actualmente el plan estratégico mas importante para el
desarrollo de prótesis robóticas es posiblemente el iniciado
por la DARPA en EU que a invertido al menos $71.2
millones de dólares en un programa que para el desarrollo
de prótesis robóticas, la finalidad es construir un brazo
robótico con la habilidad de hacer gestos, percibir
temperatura, y realizar tareas de manipulación complejas
como: girar una llave, romper un huevo, teclear, etc.
En esta iniciativa participan la Universidad Johns Hopkins,
el Instituto de Rehabilitación de Chicago y otras 30
instituciones de investigación, teniendo en conjunto 300
investigadores trabajando alrededor del mundo [16].

10. VII. CONCLUSIONES
En este artículo se presento una revisión de las prótesis
robóticas actuales. Se realizo una clasificación de los
diferentes tipos de prótesis, por funcionamiento, actuación,
modo de control y realimentación. Se explica porque es útil
el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos
que existen para crear prótesis fiables y de alto rendimiento
que emulen apropiadamente el comportamiento de los
miembros que sustituyen.
Una de las principales limitaciones por la cual el desarrollo
de prótesis robóticas comerciales no se ha arraigado es el
relativamente pequeño numero de personas que lo necesitan
[16]. En España, por ejemplo, un país desarrollado con 40
millones de habitantes (de los más grandes de la Unión
Europea) tiene aproximadamente 50.000 personas
amputadas, un 0.125% de la población [17]. Ese porcentaje
se vera notablemente reducido por el numero de personas
que tienen los recursos económicos para acceder aún a una
prótesis tradicional, ya que como se comenta en [17] tales
prótesis pueden costar entre 18.000 a 24.000 euros. La
misma situación ha de repetirse en otros países
desarrollados.
El camino por recorrer aun es largo, ya que la tecnología de
los componentes de una prótesis robótica es cara y el
número de personas amputadas es relativamente bajo,
dificultando así el desarrollo de productos comerciales y por
tanto la inversión en I+D en este rubro. Sin embargo como
se ha demostrado en prototipos como El Brazo de Luke la
tecnología existente permite el desarrollo de prótesis con un
alto grado de destreza y robustez, y en el futuro a medida
que se haga mas económica la tecnología es muy posible
que prototipos como este se conviertan en productos
comercialmente atractivos y de uso generalizado.
REFERENCIAS
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www.dicciomed.es
[2] Diccionario de la Real Academia Española, www.buscon.rae.es
[3] Enciclopedia Británica,
www.britannica.com/EBchecked/topic/62054/Gotz-von-Berlichingen
[4]Roman artificial leg, 300 BC,
www.sciencemuseum.org.uk/objects/classical_and_medieval_medicine/A6
46752.aspx
[5] The Cairo toe, www.news.bbc.co.uk/2/hi/health/6918687.stm
[6] Matt Bristol, VAnguard, U.S. Department of Veteran Afair, May/June
2005, pp.19-21. www.va.gov
[7] Jonathan Kuniholm “Open Arms”,IEEE SPECTRUM March 2009.
[8] “A Brief History of Prosthetics”, Kim N. Norton, In Motion, Volumen
17, Issue 7, November/December 2007.
[9] Samuel K. Au and Hugh M. Herr, Powered Ankle-Foot Prótesis IEEE
Robotics & Automation Magazine, 2008
[10] Otto Bock Company, www.ottobock.com.
[11] Ossur Company, www.ossur.com.
[12] I-Limb Hand, Brochure. www.touchbionics.com.
[13] http://www.utaharm.com/ua3.php
[14] Samuel K. Au, Jeff Weber, and Hugh Herr, Biomechanical Design of
a Powered Ankle-Foot Prosthesis. Proceedings of the 2007 IEEE 10th
International Conference on Rehabilitation Robotics, June 12-15,
Noordwijk, The Netherlands.
[15] James D. Weiland and Mark S. Humayun, Visual Prótesis,
Proceedings of the IEEE | Vol. 96, No. 7, July 2008
[16] Sally Adee “Winner: The Revolution Will Be Prosthetized”. IEEE
Spectrum.
[17] María Tomé “Prótesis gratuitas, el reto de 50.000 amputados en
España”, LA RAZÓN, 2006.