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Development of a human- robot-environment interface for walker-assisted locomotion

Sierra Marín, Sergio David (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoMaestría en Ingeniería Electrónica, 2020-07-21)

In recent years, different factors have contributed to the growth of the population with disabilities, becoming an important focus of study and research worldwide. In this way, the constant work of medicine, engineering, ...
Diseño de un estudio experimental para rehabilitación de rodilla con exoesqueleto activo

Baquero Duarte, Karen Catalina (Escuela Colombiana de ingeniería Julio GaravitoIngenieríaBogotáIngeniería Biomédica, 2019)

Para el ser humano el poder realizar todas sus habilidades básicas es de vital importancia, por este motivo perder esta capacidad es algo que afecta fuertemente la vida del ser humano y que conlleva a una pérdida parcial ...
Diseño e implementación del control remoto de un robot mediante dispositivos móviles

Marín Dedios, Miguel Ángel; Saab Garzón, Abdamir (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoIngeniería de Sistemas, 2015)

This degree project was proposed with the purpose of introducing digital tools and important systems within the field of robotics. During 2 consecutive semesters in force, this project has been working with the purpose of ...
ECIBOT: Agente inteligente para la interacción en lenguaje natural

Alvarado, Kevin Julián; Sánchez Prieto, Kevin Snaider (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoIngeniería de Sistemas, 2018)

The purpose of this document is to show the reader in detail each aspect of the project ECIBOT, a conversational agent with whom you want to support the Call Center and create an additional channel of communication where ...
Generation and Control of Basic Geometric Trajectories for a Robot Manipulator Using CompactRIO®

Aroca Trujillo, Jorge Luis; Pérez Ruiz, Alexander; Rodriguez Serrezuela, Ruthber (Hindawi LimitedEgipto., 2017)

The utility of a robot manipulator focuses on the ability to locate its end effector in a position with a determined orientation following a specified trajectory. For this, algorithms were used in order to generate and ...
Reliable Control Architecture with PLEXIL and ROS for Autonomous Wheeled Robots

Pérez, Alexander; Cadavid, Héctor; Rocha, Camilo (Springer NatureColombia, 2017)

Today’s autonomous robots are being used for complex tasks, including space exploration, military applications, and precision agriculture. As the complexity of control architectures increases, reliability of autonomous ...

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Development of a human- robot-environment interface for walker-assisted locomotion
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Sierra Marín, Sergio David | 2020-07-21

In recent years, different factors have contributed to the growth of the population with disabilities, becoming an important focus of study and research worldwide. In this way, the constant work of medicine, engineering, and robotics have led to the development of different gait assistive devices. Among these devices, smart walkers have emerged intending to provide physical and cognitive assistance during the rehabilitation process. The smart walkers are often equipped with actuators and sensory modalities that provide monitoring mechanisms and individual’s intention estimators for user interaction, as well as several control strategies for movement and assistance level control. Accordingly, this master’s thesis presents the design, development, and implementation of a Human-Robot-Environment interface in a robotic platform that emulates a smart walker, the AGoRAWalker. This interface is made up of several modules such as a navigation and people detection system, a safety system, a motion intention detection system, and a group of autonomous and shared control strategies. The functionalities of the AGoRA Walker were validated through different experiments in healthy and pathological volunteers. Likewise, usability and performance tests of the platform were carried out, finding that the AGoRA Walker can provide an intuitive and natural interaction in different rehabilitation scenarios.

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Diseño de un estudio experimental para rehabilitación de rodilla con exoesqueleto activo
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Baquero Duarte, Karen Catalina | 2019

Para el ser humano el poder realizar todas sus habilidades básicas es de vital importancia, por este motivo perder esta capacidad es algo que afecta fuertemente la vida del ser humano y que conlleva a una pérdida parcial de la calidad de vida de la persona. Para solucionar este problema, la humanidad ha desarrollado a través del tiempo diferentes formas de rehabilitación según la necesidad que tenga cada persona y según qué parte del cuerpo humano fue afectada. El grupo de investigación Gibiome del semillero de ingeniería de rehabilitación de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito está desarrollando diferentes investigaciones alrededor de un exoesqueleto activo de miembro inferior, el cual está diseñado para hacer parte de una plataforma de robótica ajustable para rehabilitación de marcha y asistencia (AGoRA). El exoesqueleto fue diseñado como una manera de rehabilitación para pacientes que hayan sufrido de un accidente cerebrovascular (ACV). Consta con 6 grados de libertad y está hecho en su mayor parte en duraluminio, además posee sensores, actuadores y plantillas de fuerza. Actualmente se están desarrollando tres estudios para observar la eficacia del exoesqueleto en la terapia física. Para ello se están desarrollando varias terapias para pacientes que hayan sufrido de un ACV. Una de ellas está enfocada en la rehabilitación de rodilla con exoesqueleto activo en estado estacionario, que consiste en ejercicios de flexión y extensión de la rodilla con asistencia del exoesqueleto mientras el paciente está sentado. Otra de estas terapias también está enfocada en la rehabilitación de rodilla, pero en marcha, donde el paciente usará el exoesqueleto en diferentes modos (transparencia y asistencia), mientras camina en una banda sin fin, este también se realiza en pacientes sanos con el fin de observar que el exoesqueleto no afecta los patrones normales de marcha. Estos estudios tienen unos indicadores que son los EMGs de los músculos relacionados con las actividades realizadas en la terapia, patrones de marcha, nivel de espasticidad según la escala de Ashworth (En dado caso de que sean participantes patológicos). Cada protocolo se planteó basados en el estado del arte de estudios anteriores los cuales realizaron terapias con exoesqueleto de miembro inferior y tenían indicadores para demostrar la influencia del exoesqueleto. En cada uno de estos estudios se realizaron encuestas de satisfacción, ya que la opinión del usuario es bastante importante y definitiva para identificar las ventajas y desventajas de cada estudio, y para obtener una realimentación donde se tomarán en cuenta los resultados de las encuestas para enfocarse en los puntos a mejorar. También se espera que a medida de que avancen las sesiones de terapia se vean mejoras en el paciente reflejadas en los resultados de patrones de marcha y que se vean reducidos los niveles de espasticidad.

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Diseño e implementación del control remoto de un robot mediante dispositivos móviles
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Marín Dedios, Miguel Ángel | 2015

This degree project was proposed with the purpose of introducing digital tools and important systems within the field of robotics. During 2 consecutive semesters in force, this project has been working with the purpose of applying concepts learned mainly in the infrastructure lines. computing and also development engineering. Within the process of development and control of a device it is necessary to introduce a Raspberry Pi, this reduced plate computer will function as the main brain of the device that we want to handle.

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ECIBOT: Agente inteligente para la interacción en lenguaje natural
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Alvarado, Kevin Julián | 2018

The purpose of this document is to show the reader in detail each aspect of the project ECIBOT, a conversational agent with whom you want to support the Call Center and create an additional channel of communication where the community (students , administrative and interested in the services offered by the school) can resolve their concerns quickly and concisely.

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Generation and Control of Basic Geometric Trajectories for a Robot Manipulator Using CompactRIO®
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Aroca Trujillo, Jorge Luis | 2017

The utility of a robot manipulator focuses on the ability to locate its end effector in a position with a determined orientation following a specified trajectory. For this, algorithms were used in order to generate and control the movements joints of robot in a synchronized way. The high-level languages to program robots are based on three types of movement: joint interpolation (MOVEJ), linear interpolation (MOVES), and circular arcs (MOVEC), which are used to develop any type of task. In this work, these three movements are implemented in the industrial controller CompactRIO, as part of the reconditioning process of a robot manipulator of five degrees of freedom (5 DOF) whose controller was obsolete. As a result, it will have an interface in LabVIEW where you can view and modify the basic parameters implemented in the industrial controller. In addition, the results of the validation tests of the joint positions and the end effector of the manipulator will be found.

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Reliable Control Architecture with PLEXIL and ROS for Autonomous Wheeled Robots
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Pérez, Alexander | 2017

Today’s autonomous robots are being used for complex tasks, including space exploration, military applications, and precision agriculture. As the complexity of control architectures increases, reliability of autonomous robots becomes more challenging to guarantee. This paper presents a hybrid control architecture, based on the Plan Execution Interchange Language ( PLEXIL ), for autonomy of wheeled robots running the Robot Operating System ( ROS ). PLEXIL is a synchronous reactive language developed by NASA for mission critical robotic systems, while ROS is one of the most popular frameworks for robotic middle-ware development. Given the safety-critical nature of spacecraft operations, PLEXIL operational semantics has been mathematically defined, and formal techniques and tools have been developed to automatically analyze plans written in this language. The hybrid control architecture proposed in this paper is showcased in a path tracking scenario using the Husky robot platform via a Gazebo simulation. Thanks to the architecture presented in this paper, all formal analysis techniques and tools currently available to PLEXIL are now available to build reliable plans for ROS -enabled wheeled robots.

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