Robotic digital twin as a training platform for rehabilitation health personnel

• Sosa-Méndez, Deira ^[1] ; García Cena, Cecilia Elisabet ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Madrid

     Universidad Politécnica de Madrid

     Madrid, España

     
• Localización: Enfoque UTE: Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias - Universidad UTE, ISSN-e 1390-6542, Vol. 14, Nº. 3, 2023, págs. 19-26
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Gemelo digital robótico como plataforma de formación para personal sanitario de rehabilitación
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• Resumen
  • español

    En los últimos veinte años se ha generado una tendencia hacia la digitalización de productos y procesos, por lo que el nuevo concepto de salud 4.0 promueve el uso de simuladores y gemelos digitales para la formación del personal sanitario, así como para la planificación personalizada de tratamientos de rehabilitación de pacientes. Este artículo presenta una herramienta virtual de capacitació n para el personal de salud, que se basa en el prototipo de un gemelo digital de un exoesqueleto para la rehabilitación del miembro superior. El dispositivo fue diseñado en Solidworks® y posteriormente se obtuvo su modelo equivalente en el software Matlab/Simulink®. Mediante este último se evalúa la funcionalidad del dispositivo a través de la implementació n de diferentes rutinas terapéuticas, que ayudan al fisioterapeuta a planificar y evaluar el rendimiento del tratamiento de cada paciente. En este caso, la evaluación de los movimientos del miembro superior se genera a través de movimientos independientes y combinados de las articulaciones del hombro, codo y muñeca; como resultados se obtienen gráficos de los movimientos, una representación virtual del gemelo digital y los valores de los pares en cada articulación. Finalmente, se obtiene una herramienta digital que permite configurar el prototipo de gemelo digital a condiciones similares a las del exoesqueleto real para tareas de automatización y supervisión.

  • English

    In the last twenty years, a trend towards the digitization of products and processes has been generated, so the new concept of health 4.0 promotes the use of simulators and digital twins for the training of health personnel, as well as for the personalized planning of patients rehabilitation treatments. This paper presents a virtual training tool for health personnel, which is based on the prototype of a digital twin of an exoskeleton for upper limb rehabilitation. The device was designed in Solidworks® and later its equivalent model was obtained in Matlab/Simulink® software. Through the latter, the functionality of the device is evaluated through the implementation of different therapeutic routines, which help the physiotherapist to plan and evaluate the performance of each patient’s treatment. In this case, the evaluation of the movements of the upper limb are generated through independent and combined movements of the shoulder,elbow and wrist joints and, as a result, graphs of the movements are obtained, , as well as a virtual representation of the digital twin and the values of the torques in each joint. Finally, a digital tool that allows the digital twin prototype to be configured to conditions similar to those of the real exoskeleton for automation and supervision tasks is obtained.