Interfaz multimodal para modelado, estudio y asistencia a la marcha humana mediante andadores robóticos

En esta tesis doctoral se presenta la concepcion, implementacion y validacion de una interfaz multimodal para el modelado, estudio y asistencia a la marcha humana. Esta interfaz se ha integrado en un andador para conseguir un soporte activo, adaptado, seguro y de facil manejo para ciertas personas con movilidad muy reducida, que de otro modo quedarian relegados a la silla de ruedas con los problemas fisiologicos que su uso conlleva. Inicialmente, se realiza una revision del estado del arte de los dispositivos de ayuda a la movilidad y, en especial, un estudio critico de los andadores. Entre estos dispositivos, se encuentra una clase de elementos conocidos como andadores avanzados o Smart Walkers, tema de interes en la actualidad de numerosos grupos de investigacion en Estados Unidos, Europa y Japon. En este estudio, se realiza, ademas, una clasificacion funcional de los andadores avanzados y un analisis detallado de los sistemas mas significativos de la literatura en este campo. A partir de este analisis critico inicial y de las carencias encontradas se propone y se presenta el andador SIMBIOSIS, desarrollo central del trabajo realizado en esta tesis doctoral y dentro del proyecto CYCIT (DPI-2005-07417) con el mismo acronimo. Con el fin de cubrir las carencias mencionadas, se aborda en profundidad el estudio y la caracterizacion de la marcha asistida por andadores y la interaccion usuario-andador con el fin no solo de conocer mejor el proceso en si, sino tambien de utilizar esta informacion para la obtencion de tecnicas de procesamiento de senales y de desarrollo de estrategias de control y conduccion del andador de forma mas natural y segura para el usuario. Con este enfoque, se trata de potenciar el uso de los andadores como herramienta eficiente de compensacion funcional y de rehabilitacion de la marcha humana. En este contexto se centran las principales aportaciones cientificas de este trabajo: la caracterizacion de la marcha humana con el andador desarrollado, la descripcion y el modelado de la interaccion entre los dos agentes y su relacion con el entorno, la obtencion de una metodologia de procesamiento de senales y de control centrada en el usuario y su interaccion con el andador y, finalmente, la validacion funcional del sistema desarrollado con usuarios. El sistema y los metodos desarrollados han sido efectivamente validados de manera experimental con pacientes lesionados medulares con distintos grados de afeccion y capacidades de locomocion. Los resultados, obtenidos tanto objetivos como subjetivos, se ha considerado satisfactorios en un alto grado y se presentan en la memoria, constatando el potencial del andador desarrollado no solo como elemento de compensacion funcional para ciertos sujetos con afecciones de marcha, sino tambien como elemento rehabilitador para personas con diferentes disfunciones en sus miembros inferiores. Por todo ello, el resultado mas significativo del trabajo de esta tesis doctoral ha sido la obtencion de una herramienta segura y fiable de asistencia a personas con movilidad muy reducida.