Biomecánica aplicada a la ingeniería

Una de las 6 divisiones especializadas del Centro de Investigación en Ingeniería Biomédica (CREB UPC) es la  de Biomecánica, ubicada en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB). Allí investigamos en el ámbito de la biomecánica del movimiento humano, más concretamente acerca del análisis y simulación dinámica del movimiento, así como en el diseño de dispositivos robóticos de rehabilitación para personas con movilidad reducida. Desarrollamos tecnologías aplicables, por ejemplo, en la industria ortopédica y del calzado, en centros hospitalarios, y en centros de alto rendimiento deportivo.

En la actualidad, trabajamos en las siguientes áreas:

  • Captura, análisis y simulación dinámica del movimiento humano. Análisis de la marcha de personas sanas y de la marcha patológica.
  • Desarrollo de modelos multicuerpo antropométricos para el análisis dinámico y el cálculo de fuerzas musculares durante el movimiento.
  • Simulación y diseño de dispositivos robóticos de rehabilitación para personas con movilidad reducida. Entre ellos, ortesis activas para asistencia de personas con lesión medular.
  • Predicción de fuerzas de contacto en las articulaciones del cuerpo humano mediante técnicas no invasivas.
  • Análisis de distintos aspectos relacionados con el confort del calzado.
  • Aplicación del análisis del movimiento humano en el deporte.

A partir de nuestro conocimiento y experiencia, ofrecemos a las empresas tecnologías y desarrollos, que les pueden permitir mejoras en sus sistemas o en la evaluación de dispositivos. Entre ellos podemos destacar:

  • La obtención de medidas cinemáticas y dinámicas del movimiento humano a partir de equipamientos como un sistema óptico de captura del movimiento NaturalPoint OptiTrack con 18 cámaras de infrarrojos FLEX V100:R2, placas de fuerza AMTI Accugait para la medida de la fuerza de contacto pie-suelo, un sistema de electromiografía (EMG) Biometrics SX230-1000 de 16 canales y plantillas de presión plantar Tekscan F-Scan.
  • Análisis dinámico del movimiento humano a partir de la modelización del cuerpo humano mediante técnicas de la dinámica de sistemas multicuerpo, del análisis dinámico inverso del movimiento (cálculo de fuerzas y pares musculares),la simulación del movimiento humano y el análisis de parámetros que definen el confort del calzado.
  • Diseño mecánico de dispositivos de asistencia y rehabilitación respecto a la modelización y análisis dinámico de dispositivos asistenciales, el análisis de la interacción persona-dispositivo y el diseño mecánico y selección de componentes estándar.
Laboratorio de biomecánica de CREB UPC

Laboratorio de biomecánica de CREB UPC

Nuestras capacidades tecnológicas son fruto del trabajo tanto en proyectos competitivos como con empresas. Gracias a ello, hemos desarrollado una ortesis activa (una prótesis exterior robótica) de rodilla, tobillo y pie, para asistir la marcha de personas con una lesión medular incompleta. Este dispositivo dispone de motores eléctricos que suplen los músculos discapacitados y de sensores que permiten controlar de forma automática la función de dichos actuadores. Este trabajo se ha realizado en colaboración con el Hospital de La Coruña, y las universidades de La Coruña y Extremadura.

Otro ejemplo de proyecto es el que se ha llevado a cabo con la empresa de calzado CAMPER, en el que hemos investigado la interacción física entre el calzado y el usuario, a partir de mediciones, con las cuales hemos podido determinar qué factores influyen de forma más significativa en el confort del calzado al andar.

Nuestro trabajo se basa en la investigación multidisciplinar, así como en la colaboración con empresas y entidades que necesitan soluciones basadas en la aplicación de la ingeniería a la biomedicina. A ello dedicamos todos nuestros recursos y esfuerzos, y con ayuda de nuestros socios desarrollamos aplicaciones que contribuyen a mejorar la calidad de vida de las personas.

Josep Maria Font Llagunes
Director de la División de Biomecánica

CREB UPC

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