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Cuchara de asistencia para pacientes con Parkinson

Componentes y suministros

idIoTware Shield
× 1
Micro-servo motor SG90
× 1
Unidad de medida inercial (IMU) (6 grados de libertad)
× 1
Arduino UNO
× 1

Herramientas y máquinas necesarias

Impresora 3D (genérica)

Aplicaciones y servicios en línea

Arduino IDE

Acerca de este proyecto

Descripción general

La enfermedad de Parkinson es un trastorno progresivo del sistema nervioso que afecta el movimiento. Los síntomas comienzan gradualmente, a veces con un temblor apenas perceptible en una sola mano. Los temblores son comunes, pero el trastorno también suele causar rigidez o lentitud de movimientos.

En las primeras etapas de la enfermedad de Parkinson, su rostro puede mostrar poca o ninguna expresión. Es posible que sus brazos no se balanceen cuando camina. Su habla puede volverse suave o arrastrada. Los síntomas de la enfermedad de Parkinson empeoran a medida que su afección progresa con el tiempo.

Aunque la enfermedad de Parkinson no se puede curar, los medicamentos pueden mejorar significativamente sus síntomas. Ocasionalmente, su médico puede sugerirle una cirugía para regular ciertas regiones de su cerebro y mejorar sus síntomas.

Síntomas

Los signos y síntomas de la enfermedad de Parkinson pueden ser diferentes para cada persona. Los primeros signos pueden ser leves y pasar desapercibidos. Los síntomas a menudo comienzan en un lado de su cuerpo y generalmente empeoran en ese lado, incluso después de que los síntomas comienzan a afectar ambos lados.

Los signos y síntomas de la enfermedad de Parkinson pueden incluir:

  • Temblor. Un temblor, o temblor, generalmente comienza en una extremidad, a menudo en la mano o los dedos. Puede frotar el pulgar y el índice de un lado a otro, lo que se conoce como temblor de pastilla rodante. Su mano puede temblar cuando está en reposo.
  • Movimiento lento (bradicinesia). Con el tiempo, la enfermedad de Parkinson puede ralentizar sus movimientos, haciendo que las tareas simples sean difíciles y lentas. Sus pasos pueden acortarse al caminar. Puede resultarle difícil levantarse de una silla. Puede arrastrar los pies mientras intenta caminar.
  • Músculos rígidos. La rigidez muscular puede ocurrir en cualquier parte de su cuerpo. Los músculos rígidos pueden ser dolorosos y limitar su rango de movimiento.
  • Deterioro de la postura y el equilibrio. Su postura puede volverse encorvada o puede tener problemas de equilibrio como resultado de la enfermedad de Parkinson.
  • Pérdida de movimientos automáticos. Es posible que tenga una capacidad disminuida para realizar movimientos inconscientes, como parpadear, sonreír o mover los brazos al caminar.
  • Cambios en el habla. Puede hablar en voz baja, rápida, arrastrar las palabras o vacilar antes de hablar. Su discurso puede ser más monótono que con las inflexiones habituales.
  • Cambios de escritura. Puede resultar difícil escribir y su escritura puede parecer pequeña.

Referencia :https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/parkinsons-disease/symptoms-causes/syc-20376055

Inspiración para proyectos

Nos inspiramos mucho en Liftware Steady (https://www.liftware.com/steady/), que es un producto que se vende con este mismo propósito.

El objetivo de nuestro proyecto era poder comprender cuáles son las dinámicas del sistema y las inclinaciones que se pueden acumular al construir un proyecto similar con componentes listos para usar.

Idea de diseño inicial

Nos dimos cuenta desde el principio de que se esperaba que este fuera un proyecto desafiante y que llevaría al equipo a áreas de control de movimiento, física y matemáticas 3D de las que teníamos un conocimiento práctico, y este proyecto nos ayudó a poner nuestra teoría en práctica.

Se esperaba que el diseño se sostuviera en la mano y pudiera ayudar a cancelar cualquier temblor que sintiera la mano de la persona, proporcionando así la capacidad de nivelar y estabilizar una cuchara sostenida al final del prototipo.

Era obvio que teníamos que usar algún tipo de sensor que pudiera medir la inclinación, la aceleración, relativa y absoluta si fuera necesario. Afortunadamente, el MPU6050 de Invensense era un módulo que habíamos usado en el pasado y estábamos seguros de que nos brindaría la respuesta dinámica (velocidad de las mediciones) que deseábamos.

Necesitábamos poder mover la cuchara lo suficientemente rápido y con la suficiente precisión, y descubrimos que se puede usar un servo de hobby. Estos tienen una respuesta razonablemente rápida y pueden ofrecer un buen par motor.

Somos los creadores de Idiotware Shield, y fue una elección natural para nosotros usarlo en el proyecto, por lo que pudimos comenzar en tan solo 5 minutos con todas las configuraciones de cableado y hardware.

Pasos para construir el proyecto

Demostración

Durante un par de días, pudimos averiguar primero los valores del sensor MPU6050 y construimos un mecanismo de rotación de dos ejes personalizado utilizando dos servomotores (cuyos ejes se colocaron ortogonalmente) y un par de piezas de impresiones 3D.

Mirando hacia el futuro

Nuestras preguntas iniciales obtuvieron una buena respuesta en nuestro primer prototipo. Algunas de nuestras suposiciones sobre la velocidad y la respuesta estaban cerca de lo que vimos en realidad.

  • Haga el prototipo aún más pequeño usando un ATtiny / ATmega328 básico en una PCB, con cableado manual
  • Arregle los servos más de cerca
  • Ponga una batería 18650 para ejecutar el proyecto

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Código

Cuchara para pacientes con Parkinson
Código para tecnología de asistencia https://github.com/CuriosityGym/spoonForParkinsonPatients

Proceso de manufactura

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