Arm2u is a university team founded in 2018 based in Barcelona, currently located at the ETSEIB Campus of the Polytechnical University of Catalonia (UPC).

1. Què és ARM2u i qui és el Kyle?

Arm2U és un equip universitari fundat el 2018 a Barcelona, actualment situat al Campus ETSEIB de la Universitat Politècnica de Catalunya. L’equip consisteix en un grup multidisciplinari d’estudiants d’Enginyeria de postgrau i de grau que comparteixen l’ambició d’empènyer els límits de la indústria protètica.

L’equip se centra en el disseny i construcció d’una pròtesi mioelèctrica de l’extremitat superior del cos humà. Aquesta pròtesi està enfocada en complir els requisits de Cybathlon i en adaptar-se en els diferents pilots que col·laboren amb el projecte.

Així i tot, l’equip no cerca únicament obtenir una pròtesi per a satisfer les bases de la competició i superar les seves proves de manera satisfactòria, sinó que es consideren també els diferents aspectes de la rutina dels possibles usuaris, perquè l’artefacte es pugui adaptar i arribar a ser realment funcional en l’ús diari.

L’equip es divideix en diferents departaments:

• Mecànica: S’encarrega del desenvolupament del disseny mitjançant el model de CAD conceptual, realitzant tant simulacions cinètiques com estàtiques així com la selecció de materials i l’estudi de sistemes de fabricació.
• Electrònica: És l’encarregat del control dels múltiples actuadors presents en la pròstesi, així com de l’adquisició del senyal mioelèctric.
• Gestió: és el responsable del desenvolupament de plans empresarials i financers, la gestió dels recursos i el pressupost de l’equip, la gestió interna i la comunicació, Patrocinadors, Associacions, Recursos Humans, Comercialització i Xarxes Socials.

En últim lloc, es destaca també una figura amb una gran importància dins de l’equip i que, sense aquesta, el projecte no seria possible: el pilot. Es considera summament important el constant contacte amb el pilot, ja que les seves aportacions i opinions són la nostra motivació per a desenvolupar correctament la pròtesi.

Actualment, el nostre pilot és en Kyle Briggs. És un estudiant d’Erasmus de nacionalitat nord-americana amb una personalitat oberta i relaxada. Ha portat diverses pròtesis al llarg de la seva vida que l’han ajudat en activitats com muntar una bicicleta o treballar. En aquests últims anys no ha portat una pròtesi pròpia, però gaudeix pilotant la duta a terme per l’equip. Ha estat la seva primera vegada en una competició de CYBATHLON i ha rendit satisfactòriament. A més a més, té moltes ganes d’aprendre sobre el món de la innovació protètica.

La missió d’Arm2U és millorar la qualitat de vida de les persones que necessiten tecnologies assistides mitjançant el desenvolupament d’un braç protètic transradial mioelèctric centrat en l’usuari. Se segueix una filosofia de millora contínua i innovació per tal de fer un producte millor i més funcional en cada iteració de disseny, sense abandonar el compromís social i la recerca.

De la mateixa manera, la visió del futur d’Arm2U és la consolidació d’un equip en forma de projecte universitari i crear un impacte social positiu donant suport a la diversitat i inclusió social dels usuaris de tot el món. És a dir, ARM2U pretén tenir continuïtat amb el temps i establir-se com a referència per als estudiants que volen participar en un projecte real i desafiador amb implicacions socials. Per tant, tenim la intenció de crear una comunitat en la qual tots els membres puguin créixer com a professionals i com a membres d’una societat considerada.

2. Què és el CYBATHLON?

El CYBATHLON és un campionat únic en el qual les persones amb discapacitats físiques competeixen entre elles per completar tasques quotidianes utilitzant sistemes d’assistència tècnica d’avantguarda.

Robert Riener, professor de Sistemes Sensory-Motor a l’ETH Zurich, va iniciar el CYBATHLON el 2013 com a plataforma per al desenvolupament de sistemes d’assistència adequats per al dia a dia. La primera competició organitzada per l’ETH Zurich va ser llançada amb èxit el 2016. 66 pilots de 25 nacions van competir en sis disciplines diferents en un estadi venut a Zurich. L’èxit de l’estrena va ser l’últim impuls per convèncer al Comitè Organitzador i als caps de l’ETH Zurich que el CYBATHLON ha de continuar, també sota el paraigües de l’ETH Zurich.

CYBATHLON és la competició a la qual ens presentem i equips de tot el món participen en diferents disciplines. En aquest certamen, els diferents equips mostren els seus dispositius i han de superar una sèrie de tasques i proves a realitzar amb l’artefacte, sent aquestes referents a tasques que duu a terme qualsevol persona en el seu dia a dia. 

3. Què és el CYBATHLON Challenge?

El CYBATHLON Edition és la competició principal que es celebra cada quatre anys. La modalitat de Arm Prosthesis Race consisteix a realitzar sis proves diferents de tasques quotidianes. Per donar més visibilitat a aquests esdeveniments i que el contacte entre equips i la pròpia organització no es distanciï tant en el temps, es disputa una competició intermèdia anomenada CYBATHLON Challenge. Aquesta competició consisteix en la realització d’una de les sis proves de la competició principal, escollida de manera aleatòria en cada ocasió.

Arm2U ha participat en l’edició CYBATHLON Challenge del 18 de maig del 2022. La prova escollida per l’organització va ser Clean Sweep, que consisteix a manipular vuit objectes dipositats en una capsa de plàstic i col·locar-los en una posició concreta en uns cubs de fusta amb diferents ranures. Els objectes que s’utilitzaven eren: una anella, una clau, una targeta de crèdit, un bolígraf, un llapis de memòria USB, una bala de vidre, un bloc de LEGO i una moneda.

Dels equips que han participat en aquesta competència, va haver-hi dos que ho van fer de manera remota, aquests van ser els equips de França i Indonèsia. La resta d’equips, els dos de Suècia i nosaltres, vam anar presencialment a Zurich. La competició es va transmetre a través de la pàgina web del CYBATHLON i encara està penjada la retransmissió per qui la vulgui tornar a veure.

4. Experiencia personal

Els integrants d’ARM2u estem orgullosos del fet que, després de tres anys, l’equip hagi pogut participar amb un prototip funcional a un dels reptes del CYBATHLON. Aquest ha estat el primer cop en el qual l’equip ha pogut posar a prova la seva pròtesi en un entorn competitiu, comparant en directe les seves propietats tant amb prototips d’altres equips com amb models disponibles al mercat.

Les sensacions durant l’esdeveniment han estat positives. L’equip ha pogut comparar el treball realitzat pels seus integrants amb la feina duta a terme pels altres competidors. L’intercanvi d’experiències i metodologies de treball ens ha permès conèixer amb més profunditat l’estat de l’art de les pròtesis de braç i donar a conèixer el projecte d’ARM2u internacionalment, establint contactes amb els altres competidors per a continuar millorant i oferint solucions innovadores a aquelles persones que han patit una amputació extremitat superior.

Finalment, no es pot acabar aquest apartat sense comentar com els vincles entre els membres de l’equip s’han vist reforçats després d’aquesta experiència. Acomplir un projecte d’enginyeria i presentar-lo internacionalment davant d’altres professionals ha estat una experiència enriquidora que ens ha omplert d’orgull i ens ha donat l’oportunitat d’experimentar de primera mà les situacions que podem arribar a viure professionalment en el futur. Veure com tot l’equip estava treballant unit per un objectiu comú ens ha permès afrontar aquest repte junt, donant-nos força i suport i complementant les nostres habilitats per tal de convertir la missió de l’equip en una realitat.

5. Com és la nostra última pròtesi?

La darrera pròtesi desenvolupada per l’equip Arm2U és un braç prostètic transradial (substitueix el braç que falta per sota del colze) mioelèctric (es controla amb els senyals elèctrics generats de forma natural per la contracció dels músculs). Aquest dispositiu permet els moviments de pronosupinació (rotació del canell) i obertura-tancament de la mà.

Els sensors que s’utilitzen en aquest tipus de pròtesi s’anomenen EMG, i s’encarreguen de transformar els impulsos elèctrics esmentats en un senyal que el microcontrolador pugui entendre i utilitzar.

En aquest cas, el dispositiu ha estat dissenyat íntegrament per l’equip, i fabricat mitjançant la tecnologia d’impressió 3D amb plàstic PLA.

El conjunt de la pròtesi es pot considerar dividit en 4 parts fonamentals: socket, prono, gripper i l’electrònica. El socket és la part que permet una subjecció ferma del dispositiu al braç del pilot. Cal assegurar que sigui el més còmode possible i no generi molèsties. La prono és la part que emmagatzema la majoria de l’electrònica, i serveix com a suport pels elements d’informació de l’estat de la pròtesi, així com dels elements de comandament d’aquesta. El gripper és l’element que permet manipular objectes. En el nostre cas s’ha escollit un disseny tipus pinça per la gran flexibilitat que proporciona en agafar una gran varietat d’estris. L’electrònica s’encarrega de controlar el dispositiu i d’informar del seu estat al pilot.

Si es vol entrar en més detall, les tasques que realitza la part electrònica de la pròtesi, es fan mitjançant el microcontrolador Arduino UNO, que connecta els elements següents:

• EMG: permeten recollir les ordres que el pilot envia al dispositiu mitjançant la contracció de fibres musculars determinades.
• Sensors de temperatura: són una mesura de seguretat per controlar en tot moment que la pròtesi es troba a una temperatura que no posa en risc la integritat física de l’usuari.
• Pantalla LCD: permet informar en tot moment de l’estat de la pròtesi al pilot.
• Interruptors: són els comandaments del dispositiu.
• Motors: aquests actuadors permeten que el dispositiu realitzi els moviments indicats. Concretament, s’utilitzen servomotors de posició de 180°.