Proyecto AIRA desarrolla sistema de asistencia robótica para personas con movilidad reducida

El Brazo Robótico de Inteligencia Artificial (AIRA, por sus siglas en inglés) es una de las propuestas seleccionadas por la Vicerrectoría de Investigación, Creación e Innovación en la convocatoria Uninorte IA 2024, la cual busca incentivar la creación de proyectos interdisciplinares que apliquen la inteligencia artificial (IA) en los procesos académicos de la universidad. 

Liderado por Javier Darío San Juan De Caro, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica, el proyecto integra tecnologías avanzadas y un equipo interdisciplinario para desarrollar un brazo robótico innovador. Un sistema de asistencia robótica, diseñado para montarse en sillas de ruedas, que utiliza inteligencia artificial en respuesta a la creciente necesidad de apoyo para las personas con discapacidades en los miembros inferiores.

"Nuestro objetivo es no solo mejorar la autonomía, sino también elevar la calidad de vida y el bienestar emocional de los usuarios", explica San Juan. La inspiración para AIRA nació durante su doctorado en la Universidad de Wisconsin-Milwaukee, donde trabajó en el laboratorio de biorobótica. Aprendió sobre la construcción y mejora de dispositivos robóticos, descubriendo los desafíos y oportunidades en este campo.

"Decidí continuar con mi línea de investigación y plantear un proyecto que mejorara las capacidades de estos dispositivos, pero construido aquí en Colombia", agrega.

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El equipo detrás de AIRA refleja la interdisciplinariedad que caracteriza al proyecto. Junto a Javier, el grupo incluye a profesores especialistas como la Dra. Rita Peña-Baena-Niebles, experta en ingeniería industrial; la Dra. Ena Bula Oyola, especialista en Tecnologías para la Salud y el Bienestar; la Dra. Paola Harris Bonet, quien aporta su conocimiento en diseño y gestión de proyectos industriales; o el Dr. Pedro Javier Villalba Amaris, en el campo de la ingeniería biomédica.

Actualmente, el proyecto se encuentra en la etapa de diseño, con un prototipo que se espera esté listo para mayo. Además, el profesor San Juan ha estado trabajando con estudiantes de proyecto final para segmentar el diseño en varias etapas, asegurando que cada componente sea meticulosamente planificado y ejecutado. En sentido, el eje tecnológico de AIRA es una cámara integrada en el brazo robótico, que transmite imágenes a una pantalla instalada en una silla de ruedas. 

"La idea es que el usuario seleccione un objeto en la pantalla, y mediante inteligencia artificial, el robot detecte y tome el objeto automáticamente", explica el docente. Para lograr esto, el equipo utilizará Segment Anything, una inteligencia artificial desarrollada por META, que permite identificar y reconstruir objetos en 3D para determinar la mejor posición de agarre.

En términos de materiales, AIRA está siendo construido con aluminio y fibra de carbono, utilizando una impresora 3D de fibra de carbono adquirida por el Departamento de Ingeniería Mecánica. "La idea es crear un material compuesto que refuerce la fibra de carbono con aluminio", detalla San Juan, aspecto que aseguraría que el brazo robótico sea tanto ligero como duradero.

A través de una pantalla táctil integrada en el reposabrazos de la silla de ruedas, los usuarios podrán seleccionar objetos y manipularlos con luz y precisión. Esto representa un cambio fundamental respecto a los sistemas existentes, que a menudo requieren múltiples modos de control y pueden ser complicados de usar, aumentando la carga cognitiva del usuario. De igual forma, desde su concepción, el proyecto ha tenido como eje central la empatía hacia los usuarios finales, reconociendo que la pérdida de movilidad puede tener un profundo impacto psicológico. Por ello busca fomentar la autoestima, autoconfianza e integración social.

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"Queremos hacer que la interfaz gráfica sea intuitiva y fácil de usar, permitiendo que el usuario controle el robot mientras ve lo que el robot ve", puntualiza.

Con aspiraciones de escalar el sistema a otros dispositivos de asistencia y colaborar con diversas instituciones, el proyecto busca a futuro contribuir a políticas de salud pública y promover la autonomía. La idea, de acuerdo con San Juan, es crear un emprendimiento de base tecnológica a partir de este dispositivo y aplicar el know-how adquirido a otras áreas.