Prototipo de emulación de movimiento humano mediante una plataforma bípeda humanoide

Abstract

En esta investigación se desarrolló una plataforma bípeda humanoide, cuya función es emular la marcha humana partiendo del principio de mantener el mínimo consumo energético minimizando el movimiento vertical de la pelvis. La plataforma se realizó utilizando herramientas de diseño y simulación como AutoCAD para la estructura mecánica, Solid-edge para el modelamiento tridimensional y Phyton para simular el movimiento de la plataforma. Estas herramientas suministraron las características físicas exactas de la plataforma, permitiendo generar el modelo cinemático. El modelo cinemático de la marcha se desarrolló utilizando MATLAB, así: a partir de una versión modificada de los parámetros de Denavit-Hartenberg se establece la cinemática directa, y la cinemática inversa se determina a partir de una red neuronal de tipo feedforward-backpropagation. Se obtuvo una plataforma bípeda humanoide con diez grados de libertad, capaz de realizar flexión - extensión en la cadera y rodilla, abducción - aducción en la cadera, flexión plantar-dorsal y pronación - supinación en el tobillo. La generación de trayectorias se obtiene en MATLAB mediante el ingreso del número de pasos, la longitud del paso, la altura del paso y una variable de tiempo que separará cada una de las secuencias o subpasos de la trayectoria. Como resultado se obtuvieron las trayectorias articulares en cadera, rodilla y tobillo en los tres planos, las cuales son acordes con la marcha humana y se evidenció con el robot bípedo humanoide.Con esta investigación se espera establecer nuevos modelos para emular la marcha humana normal y patológica. Asimismo, esta es desarrollada por el grupo de investigación DIGITI de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.