ARC Angel:el innovador sistema de la NASA reduce la fatiga del brazo en el entrenamiento Sub-1G

Centro Espacial Johnson, Houston, TX

El sistema de control activo de ARC ANGEL puede descargar automáticamente el peso de varias herramientas portátiles, evitando la fatiga del brazo durante el entrenamiento sub-1G. (Imagen:NASA)

Los innovadores del Centro Espacial Johnson (JSC) de la NASA han desarrollado un sistema de entrenamiento robótico terrestre llamado "ARGOS" para abreviar. Puede simular activamente la ingravidez de un astronauta en el espacio mediante el uso de una pista elevada y un sistema de accionamiento de puente para descargar parcial o totalmente su peso mediante cables conectados, suspendiendo efectivamente del suelo. Aunque el torso y las piernas del sujeto de prueba están descargados, sus brazos y cualquier herramienta manual pesada no.

La tecnología de control actuado en tiempo real para la negación de efectos gravitacionales en las extremidades (ARC ANGEL) de ARGOS se desarrolló para descargar los brazos de un sujeto de prueba con traje espacial y contrarrestar la fatiga experimentada mientras realiza actividades de entrenamiento utilizando ARGOS. Al igual que ARGOS, ARC ANGEL proporciona la descarga mediante tensión de cable activa controlada por ordenador. Los cables están colgados entre los brazaletes ubicados justo encima de cada codo y un carrete motorizado montado en el sistema de soporte vital primario (PLSS) del traje espacial, similar a una mochila.

Esta tecnología de descarga activa podría usarse para varias aplicaciones además de simular entornos de cero a uno G. Por ejemplo, un paciente que rehabilita su hombro podría beneficiarse de una asistencia de movimiento que alivia el peso del brazo o la carga de agarre, un trabajador de la construcción que lleva una herramienta pesada podría manipularla más fácilmente o podría compensar el peso del equipo para el personal militar, evitando en última instancia la fatiga de las extremidades que de otro modo ocurriría.

ARC ANGEL es un sistema robótico activo como ARGOS; sin embargo, su motor eléctrico no está montado en lo alto de una pista y un sistema de puente, sino que está montado en el PLSS tipo mochila del sujeto de prueba, donde los motores suministran par de accionamiento en tiempo real y descargan la carga a los brazos superiores mediante cableado. Si un sujeto de prueba levanta un martillo, el sistema reaccionará inmediatamente para descargar el peso del martillo en relación con el entorno programado.

El sistema se compone de motores eléctricos, productos textiles, hardware electrónico, firmware y software. Para proporcionar un brazo que funcione sin problemas que descargue lo analógico y optimice el rendimiento del sistema, los ingenieros de JSC codificaron un software que aprovecha los algoritmos cinemáticos y la arquitectura de circuito cerrado para el control del motor, junto con scripts de lenguaje informático personalizados para ingerir datos de los sensores. Esto permite que los subsistemas de ARC ANGEL se integren perfectamente y simulen con precisión entornos de gravedad uno a cero.

Durante el funcionamiento, los sensores de tensión compactos y las unidades de medición inercial detectan el peso y el movimiento del brazo y proporcionan un sistema de control de circuito cerrado que envía datos a una computadora de placa única y al firmware necesario para su procesamiento. También se desarrolló internamente una interfaz gráfica de usuario personalizada para proporcionar controles para ingresar los valores deseados de descarga del brazo.

Además, ARC ANGEL cuenta con su propia fuente de alimentación que suministra energía a sus subcomponentes sin cables externos. Esto permite la capacidad de funcionar independientemente de ARGOS y se presta aún más a posibles aplicaciones terrestres. Este trabajo se correlaciona directamente con el desarrollo activo de exotrajes que se está implementando para rehabilitación y/o dispositivos médicos de asistencia. ARC ANGEL esencialmente proporciona la asistencia deseada (descarga) mientras mantiene el rango completo de movimiento del sujeto. El hardware y el software del sistema se pueden modificar para adaptarlo a la medida de una persona sin traje espacial y permitir el movimiento asistido por las extremidades, no solo la descarga del brazo.

La NASA está buscando activamente licenciatarios para comercializar esta tecnología. Comuníquese con el Conserje de Licencias de la NASA en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo. o llame al 202-358-7432 para iniciar conversaciones sobre la licencia. Para obtener más información, visita aquí  .