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Antecedentes
La
mano es el órgano que forma parte de las extremidades del cuerpo, que en el ser
humano es una de las partes más importantes del cuerpo, ya que se ha convertido
en un instrumento de manipulación y que brinda la posibilidad de ser un
segmento efector, sensitivo, permite realizar múltiples movimientos y acciones
necesarias para la supervivencia y relación con el medio ambiente. La mano se
compone con una palma central de las que surgen cinco dedos, los cuales
permiten movimientos a perfecta precisión.
Estructura Ósea
En conjunto forman un canal de
concavidad anterior por el que se deslizan los tendones de los músculos
flexores de los dedos. Los 8 huesos del carpo se organizan en dos hileras, una
superior y otra inferior. La parte superior está compuesta por los huesos escafoides,
los huesos semilunar, piramidal y pisiforme.
A excepción del hueso piramidal,
pisiforme, y del ganchoso, la mayor parte de los huesos del carpo presentan
forma cuboides y constan de seis caras. Las caras anteriores y posteriores son
rugosas y corresponde a las caras palmar y dorsal de la mano. Las caras
superior, inferior y lateral o medial son articulares, excepto las caras
laterales de los huesos que están en los extremos de ambas filas del carpo.
Hay 14 falanges en la mano, tres en
cada dedo (Distal, Intermedia y Proximal) y dos en el pulgar (Distal y
Proximal). Las falanges del pulgar son más cortas y anchas que el de otros
dedos. El dedo pulgar esta fijo por debajo de los otros dedos y puede realizar
los movimientos de cierre y rotación, debido a la gran movilidad de su
metacarpo. Los dedos se describen más por el nombre que por el número, en
dirección lateral a medial, son el pulgar, el índice, el corazón, anular y el
meñique.
Las puntas de los dedos es el órgano
que contiene más terminaciones nerviosas en el cuerpo, llevan de un lado a otra
información táctil, así mismo las manos son totalmente controladas por ambos
hemisferios del cerebro, la cual una mano será dominante que la otra.
Articulaciones y grados de libertad
Los dedos
contienen una gran cantidad de músculos y articulaciones en la mano ofrece gran
variedad de sujeciones que se dividen en dos grandes grupos: los prensiles y
los no prensiles.
·
Los prensiles son movimientos en los cuales se
pueden tomar objetos agarrados y mantenidos parciales
·
Los no
prensiles son movimiento que realizan agarre, pero se pueden manipular los
objetos, empujados o levantados con una mano entera o con los dedos divididos. Los
dedos presentan principalmente tres articulaciones, articulación metacarpo
falángica: que une la falange metacarpiana y la proximal de un dedo o pulgar;
articulación interfalangica proximal: localizada entre las falanges media y
proximal del dedo; articulación interfalangica distal: ubicada entre las
falanges media y distal del dedo.
El dedo
pulgar puede realizar diferentes movimientos.
Abducción- extensión:
que separa el dedo pulgar del eje de la mano, su grado de libertad es de 35° a
40°, prácticamente el dedo pulgar abre la mano.
·
Abducción:
que aproxima el dedo pulgar al eje de la mano y su grado de libertad es de 35°
a 40°
·
Oposición:
que combina la flexión del dedo pulgar, lo mueve al frente del dedo meñique.
Prácticamente es un movimiento de prensión y presenta un grado de libertad de 45° a 60°.
·
Reposición:
Consiste en devolver el dedo pulgar a su movimiento inicial.
Musculos de la mano
Los musculos son los tejidos que
generan el movimientos al momento de extaerse o contraerse, se encuentran
unidos al esqueleto por medio de los tendones, siendo asi los responsables del
movimiento.
MUSCULOS INTEROSEOS
INTEROSEOS DORSALES: Son
4 y se ubican en cada uno de los espacios interóseos. Van desde la diáfisis de
los metacarpianos a la base de la primera falange desde el dedo Índice hasta el
meñique.
Función:
extensores de los dedos
MUSCULOS TENARES
ADUCTOR DEL PULGAR: Es el más profundo de los músculos de este grupo.Se origina en él y tercer metacarpiano.Se inserta en la articulación metacarpo falángico del dedo pulgar.
Función: Aducción, flexión y ayuda a la oposición del pulgar.
FLEXOR CORTO DEL PULGAR
Se
origina en el carpo. Se inserta en la primera falange del dedo pulgar.
Función: flexión,
aducción y ayuda a la oposición del pulgar.
OPONENTE DEL PULGAR: Se origina en el carpo
(trapecio) Se inserta en el borde radial del 1er metacarpiano.
Función: oposición del pulgar y aducción.
ABDUCTOR CORTO DEL PULGAR: Es el más superficial de
todos. Se origina en el carpo (escafoides) Se inserta en la primera falange del
pulgar.
Función: abductor de pulgar y circunducción.
MUSCULOS HIPOTENARESMUSCULOS HIPOTENARES
OPONENTE DEL MEÑIQUE: Se
origina en el hueso ganchoso. Se
inserta en el quinto metacarpiano.
Función: flexión con oposición del meñique.
FLEXOR CORTO DEL MEÑIQUE: Se origina en el hueso
ganchoso. Se inserta en la base de la 1era falange del meñique.
Función: flexión de la primera falange del
meñique.
PALMAR CORTO O PALMAR CUTANEO: Se origina en la
aponeurosis palmar Se inserta en la piel de la palma de la mano.
Función: formación de pliegues cutáneos
verticales.
Sistema Sensorial
El sistema
sensorial somático nos proporciona algunas de las experiencias más agradables
de la vida, así como las desagradables. Es sistema sensorial somática nos
permite sentir, experimentar, tener escalofríos. Es sensible a muchos estímulos
como la percepción de objetos contra la piel la posición de músculos y
articulaciones y la temperatura. Cuando los estímulos son desagradables existe
una sensación somática que es el dolor. Estos son los estímulos que se
encuentran en todo el cuerpo.
·
Tacto
·
Temperatura
·
Posición de las partes del
cuerpo
·
Dolor
El sistema
sensorial se relación con el sistema motor del cerebro, ya que permite recibir
información sensorial. El tacto informa de la situación de los objetos en el
espacio y de nuestro cuerpo con respectos a sí mismo. Los propicoceptores de la
musculatura, las articulaciones y el sistema vestibular, informan de la longitud y la posición del
cuerpo en el espacio. Esta información es utilizada por el sistema motor para
seleccionar la respuesta apropiada como la fuerza, el movimiento apropiado,
etc.
Niveles de Amputación
Una amputación es una condición adquirida
cuyo resultado es la perdida de una extremidad y cuya causa suele ser una
lesión, una enfermedad o una operación quirúrgica. Por lo regular está pérdida
del miembro causa un gran trauma psicológico, ya que puede generar rechazo a sí
mismo y alteración de su imagen, es decir de su cuerpo. El individuo se
enfrentara a la posibilidad de pérdida de locomoción e invalidez permanente,
además de sus costumbres y quizá perdida de trabajo. Y todo esto se relación
estrechamente con la tecnología, ya que permite al individuo continuar con su
vida de una manera pacífica.
Prótesis
La sustitución por perdida de miembros
humanos por artefactos distintos a la naturaleza es una realidad desde hace ya
más de dos mil años. Con el tiempo los inventos a los campos de la robótica,
especialmente la biónica, han proporcionando al ser humano extremidades
complementarias que cotidianamente se perfeccionan.
El avance en el diseño las de
prótesis ha estado ligado directamente con el avance en el manejo de los
materiales empleados por el hombre, así como el desarrollo tecnológico y el
entendimiento de la biomecánica del cuerpo humano.
La mano realiza
principalmente dos funciones; la prensión y el tacto. Las principales formas de
presión son: prensión en pinza fina con la punta de los dedos, prensión en
puño, gruesa o en superficie, prensión en gancho y prensión en llave.
Sistemas
Protésicos
Toda prótesis artificial
activa necesita una fuente de energía de donde tomar su fuerza; un sistema de
transmisión de esta fuerza; un sistema de mando o acción y un dispositivo
prensor. En la elección de las prótesis a utilizar desempeña un papel trascendental
el nivel de amputación o el tipo de displasia de que se trate.
· Prótesis Mecánicas: Las manos mecánicas son dispositivos que se utilizan con la
función de apertura o cierre voluntario por medio de un arnés el cual se sujeta
alrededor de los hombros, parte del pecho y parte del brazo controlado por el
usuario. Su funcionamiento se basa en la extensión de una liga por medio del
arnés para su apertura o cierre, y el cierre o apertura se efectúa solo con la
relajación del músculo respectivamente gracias a un resorte y tener una fuerza
de presión ó pellizco.
·
Prótesis Eléctricas Estas prótesis usan
motores eléctricos en el dispositivo terminal, muñeca o codo con una batería
recargable. Éstas prótesis se controlan de varias formas, ya sea con un servo
control, control con botón pulsador o botón con interruptor de arnés.
·
Prótesis neumáticas Estas prótesis eran
accionadas por ácido carbónico comprimido, que proporcionaba una gran cantidad
de energía, aunque también presentaba como inconveniente la complicación de sus
aparatos accesorios y del riesgo del uso del ácido carbónico.
·
Prótesis mioeléctricas Las prótesis mioeléctricas son prótesis eléctricas controladas por
medio de un poder externo mioeléctrico, estas prótesis son hoy en día el tipo
de miembro artificial con más alto grado de rehabilitación. El control mioeléctrico
es probablemente el esquema de control mas popular. Se basa en el concepto de
que un musculo en el cuerpo se contrae o se flexiona.
Biónica
La biónica es la aplicación
de soluciones biológicas a la
técnica de los sistemas de arquitectura, ingeniería y tecnología
moderna. Etimológicamente, la palabra viene del griego "bios"; que
significa vida y el sufijo "´-ico" que significa "relativo
a".
La ingeniería
biónica que abarca varias disciplinas con el objetivo de concatenar (hacer
trabajar juntos) sistemas biológicos y electrónicos, por ejemplo para crear
prótesis activadas por los nervios, robots controlados por una señal biológica
o también crear modelos artificiales de cosas que solo existen en la
naturaleza, por ejemplo la visión
artificial y la inteligencia artificial
también llamada cibernética.
Se
podría decir, la biónica es aquella rama de la cibernética que trata de simular
el comportamiento de los seres vivos haciéndolos mejores en casi todas las
ramas por medio de instrumentos mecánicos.
Los
seres vivos son máquinas complejas, dotadas de una gran variedad de
instrumentos de medición, de análisis, de recepción de estímulos y de reacción
y respuesta, esto es gracias a los cinco sentidos que hemos desarrollado.
Crear
máquinas que se comporten como cerebros humanos, capacitadas para observar un
comportamiento inteligente y aprender de él, es parte del campo de la
investigación de la robótica y la inteligencia artificial (IA). Dentro de ese
comportamiento inteligente se encuentran tanto las actividades relacionadas con
el raciocinio, es decir, estrategia y planeamiento, como con la percepción y
reconocimiento de imágenes, colores, sonidos, etc.
Proyecto
Objetivo:
·
Diseñar una prótesis
biomecánica.
·
Construir una mano mioeléctricas
que contenga características similares a la de una mano humana, por lo tanto,
será capaz de mantener objetos y que tenga diferentes movimientos en los 5
falanges
·
Conocer la relación
de diferentes estudios relacionados con la informática, como la robótica y la
biónica, y la manera en la que podemos aplicarla en la vida cotidiana.
·
Además de mejorar el
prototipo hecho años atrás por nuestras compañeras tratando de realizar una
prótesis mioélectrica.
Justificación
Se
pretende hacer un proyecto que tenga una utilidad importante para nuestro aprendizaje (En el caso de
robótica e ingeniería biónica se puede aplicar
para área 1 y la estructura biológica, anatómica de la mano, así como
sus sistemas sensoriales para área 2)
Se
propone que sea un proyecto que impulse a las generaciones siguientes, en la
continuación del estudio de la Robótica, como una gran aportación en su
preparación académica y que le permita a la institución contar con un nuevo campo
de acción en el desarrollo de la tecnología
Además
el interés para realizar una mano biomecánica es para adquirir posibilidades de
dar una esperanza a toda aquella persona que por alguna razón tienes que
interrumpir el orden y funcionamiento de sus extremidades inferiores, es decir
que tengan que amputar su mano, ya sea por un motivo externo a la persona y que
más que darle esperanza de poder a recuperar el funcionamiento natural de su
mano realizando trabajos básicos
Aprendizajes Esperados
- Es una forma en la cual tratamos
de aprender sobre la importancia de todo nuestro cuerpo de cada una de las
partes que lo conforman ya que si perdiéramos alguna extremidad nos
afectaría en varios aspectos de nuestra vida y desarrollo.
- Saber y conocer mas a fondo el
funcionamiento de una parte importante y esencial de nuestra vida (mano)
como saber que partes lo conforman, comprender su funcionamiento y en que
llegaría a afectarnos si la perdiéramos.
- Nuestra realidad como alumnas del
último año de preparatoria, consta de llenar ciertos requisitos al área
esperada, al realizar este trabajo, nos damos cuenta del enorme interés
que tenemos en la manera en la que se relaciona la robótica, la mecánica y
la biología con la vida cotidiana.
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