Exoskeleton for ankle joint flexion/extension rehabilitation

Este trabajo presenta el modelado, diseño, construcción, y control de un exoesqueleto para rehabilitación de la flexión/extensión de la articulación del tobillo. El modelo dinámico de la flexión/extensión del tobillo es obtenido por medio de la formulación de Euler-Lagrange y es construido en Simulink de MATLAB usando la ecuación diferencial no-lineal derivada del análisis dinámico. Un controlador PID de realimentación del desplazamiento angular, representando el control neuromusculoesquelético humano, es implementado en el modelo dinámico para estimar el torque articular requerido durante los movimientos del tobillo. Se realizan simulaciones en el modelo para el rango de movimiento (ROM) de la flexión/extensión del tobillo, y los resultados son usados para seleccionar el actuador más adecuado para el exoesqueleto. El exoesqueleto para rehabilitación del tobillo es diseñado en el software CAD SolidWorks, construido por impresión 3D en ácido poliláctico (PLA), accionado por dos servomotores que entregan juntos un torque continuo máximo de 22 [kg cm], y controlado por una placa Arduino que establece comunicación Bluetooth con un aplicativo móvil desarrollado en MIT App Inventor para la programación de los parámetros de las terapias de rehabilitation. El resultado de este trabajo es un exoesqueleto liviano de tobillo, con una masa total de 0.85[kg] incluyendo actuadores (servomotores) y electrónica (microcontrolador y baterías), el cual puede ser usado en prácticas de telerehabilitación garantizando errores de seguimiento del desplazamiento angular por debajo del 10%.This work presents the modelling, design, construction, and control of an exoskeleton for ankle joint flexion/extension rehabilitation. The dynamic model of the ankle flexion/extension is obtained through Euler-Lagrange formulation and is built in Simulink of MATLAB using the non-linear differential equation derived from the dynamic analysis. An angular displacement feedback PID controller, representing the human neuromusculoskeletal control, is implemented in the dynamic model to estimate the joint torque required during ankle movements. Simulations are carried out in the model for the ankle flexion/extension range of motion (ROM), and the results are used to select the most suitable actuators for the exoskeleton. The ankle rehabilitation exoskeleton is designed in SolidWorks CAD software, built through 3D printing in polylactic acid (PLA), powered by two on-board servomotors that deliver together a maximum continuous torque of 22 [kg cm], and controlled by an Arduino board that establishes Bluetooth communication with a mobile app developed in MIT App Inventor for programming the parameters of the rehabilitation therapies. The result of this work is a lightweight ankle exoskeleton, with a total mass of 0.85 [kg] including actuators (servomotors) and electronics (microcontroller and batteries), which can be used in telerehabilitation practices guaranteeing angular displacement tracking errors under 10%

Ciclo de vida y descripción morfológica de Heilipus Lauri Boheman (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE) en Colombia

Heilipus lauri Boheman is a species that affects the fruits of Persea americana Miller (Lauraceae) and is catalogued as a quarantine pest for United States market. In Colombia, it has been detected in several departments, however, its management is difficult because of the limited information about its biology and habits. With the aim of contributing to the knowledge of the biology of this species, the life cycle under laboratory conditions (21.6 ± 1.8 °C and relative humidity of 66 ± 8%) was determined and morphological description of the developmental stages for the species was carried out. The life cycle ranging from egg to adult took lasted 76.14 ± 7.31 days in average. Of these, the egg stage lasted 12.70 ± 1.87 days, the larval stage encompassed 48.68 ± 6.41 days and the pupa 14.76 ± 1.13 days. These results represent the first record of duration of the life cycle of specimens of H. lauri associated with P. americana cv. Hass in Colombia, and might constitute the base for the development and implementation of integrated pest management. RESUMEN. Heilipus lauri Boheman (Coleoptera: Curculionidae) es una especie que afecta los frutos de Persea americana Miller (Lauraceae) y está catalogada como plaga cuarentenaria para el mercado de Estados Unidos. En Colombia se ha detectado en varios departamentos, no obstante, su manejo se dificulta debido a la escasa información sobre su biología y hábitos. Con el objetivo de contribuir al conocimiento de la biología de esta especie, se determinó el ciclo de vida en laboratorio (21,6 ± 1,8 °C y humedad relativa de 66 ± 8%) y se realizó la descripción morfológica de cada uno de sus estados de desarrollo. El ciclo de vida de huevo hasta la emergencia del adulto duró 76,14 ± 7,31 días. De éstos, la etapa de huevo tuvo una duración de 12,70 ± 1,87 días, el estado larval 48,68 ± 6,41 días y la pupa 14,76 ± 1,13 días. Estos resultados representan el primer registro de duración del ciclo de vida de especímenes de H. lauri asociados a P. americana cv. Hass en Colombia, y podrían constituir la base para el desarrollo e implementación de programas de manejo integrado de plagas.