Diseño conceptual de un robot de rehabilitación de la marcha pseudoestacionario

Abstract

[EN] Walking is an extraordinarily complex task that requires the involvement of the entire nervous system, being affected by several neurological abnormalities. All current gait rehabilitation exoskeletons, despite potentially showing improvements, have not conclusively proven their functional superiority to conventional therapy. Furthermore, current robotic devices and gait rehabilitation exoskeletons do not specifically train weight transfer or require a good functional status to be used. This paper presents the conceptual model of an ambulatory robotic system coupled to the Exo-H3 exoskeleton for gait rehabilitation using reinforcement learning strategies. In this way, the aim is to promote neural plasticity by providing greater freedom for the user to explore new movement patterns and to increase their voluntary motor control and active participation, while the exoskeleton adapts and ensures balance and stability. Future steps include the design and fabrication of every robotic subsystem, testing their individual and global performance, with the participation of healthy and pathological subjects.

[ES] Caminar es una tarea extraordinariamente compleja que requiere la intervención de todo el sistema nervioso, viéndose afectada por diversas patologías neurológicas. Los exoesqueletos de rehabilitación de la marcha actuales, aunque potencialmente evidencian una mejora tras la rehabilitación, aún no han mostrado su superioridad terapéutica respecto a la terapia convencional de manera concluyente. Además, los dispositivos robóticos y exoesqueletos de rehabilitación de la marcha actuales no permiten entrenar específicamente la transferencia de peso o requieren de un buen estado funcional para ser utilizados. En este artículo se presenta el modelo conceptual de un sistema robótico ambulatorio acoplado al exoesqueleto Exo-H3 para la rehabilitación de la marcha implementando estrategias de aprendizaje por refuerzo. Se espera que este sistema favorezca la plasticidad neuronal al aportar mayor libertad al usuario para explorar nuevos patrones de movimiento y aumentar su control motor voluntario y su participación activa, mientras el exoesqueleto se adapta y garantiza su equilibrio y estabilidad. Los pasos futuros contemplan el diseño y la fabricación de cada uno de los subsistemas robóticos, validando su funcionamiento individual y en conjunto, con la participación de sujetos sanos y patológicos.