A specific challenge in robotic control applications is the identification and regulation of actuators that provide mechanical traction and motion to the robot links. The design of actuator control laws, grounded in parametric identification and experimental motor characterization, enables numerical simulations to explore diverse operating scenarios. This article presents the initial phases in the development of a robotic rehabilitation system, focused on the kinematic modeling of a parallelogram-configuration robot for upper-limb therapy, the fuzzy identification of its actuators, and their closed-loop evaluation using a fuzzy Parallel Distributed Compensation (PDC) controller with state feedback (Ackermann), whose poles are optimized via the Grey Wolf Optimizer (GWO) metaheuristic. This controller was selected for its congruence with the nonlinear universe of discourse defined by the identified model, a key feature for operation within specific functional ranges in medical applications. The simulation and hardware platform results provide evidence that fuzzy dynamic models constitute a valuable tool for application in rehabilitation systems. This work serves as a foundation for future physical implementations with the fully coupled robotic system, in order to ensure operational safety prior to the start of clinical trials.

This article presents the conceptual design of a robotic rehabilitation device focused on the recovery of the elbow joint, aimed primarily at individuals who have suffered a cerebrovascular disease or trauma to that joint. The device was developed following Ullman’s mechanical design methodology, which allowed the project to be structured systematically. The robot enables repetitive flexion-extension movements of the elbow, with the goal of restoring mobility to the affected upper limb. To ensure the mechanical integrity and functional reliability of the proposed system, a structural validation was conducted through finite element analysis, along with studies for the selection and design of the electronic and instrumentation components. This development represents a step forward toward accessible, functional, and efficient rehabilitation solutions.

Formation pratique collaborative sur les simulateurs haptiques: Depuis les débuts de la médecine, les étudiants en médecine s’entraînent sur des simulateurs (animaux, cadavres, mannequins) afin d’acquérir puis enrichir leurs compétences médicales, dont notamment celles nécessitant des gestes précis. C’est un moyen de faire des erreurs sans blesser de patient. Pourtant, ces simulateurs manquent souvent de réalisme, s’usent et finissent par coûter cher sur le long terme. Depuis plusieurs décennies, les technologies de simulation informatique ont enrichi le panel des simulateurs médicaux, et aujourd’hui les technologies haptiques offrent désormais un réalisme encore accru. Cependant, ces simulateurs haptiques n’intègrent pas le formateur dans la simulation, ce qui empêche de former les apprenant sur des gestes impliquant à la fois des trajectoires et des interactions outil/environnement où les efforts doivent être subtilement dosés et donc maîtrisés. Dans les travaux de recherche récents, des architectures dual-user (à deux utilisateurs) de simulateurs dédiés à la formation au geste ont été proposés ces dernières années, mais l’étude bibliographique proposée dans ce document démontre qu’aucun d’entre eux n’a été conçu dans ce sens : un retour haptique est proposé à l’apprenant mais le formateur n’a pas la possibilité de montrer simultanément la position des outils et les efforts à appliquer dessus. Récemment M. Fei Liu a conçu une solution à ce besoin (l’architecture dual-user ESC - Energy Shared Control), fondée sur une approche énergétique garantissant la passivité et donc la stabilité du), utilisable avec un dispositif esclave réel ou virtuel, et intégrant un mécanisme d’autorité adaptative (Adaptive Authority Adjustment - AAA) permettant au formateur de reprendre la main instantanément à partir du moment où l’apprenant dévie de la trajectoire désirée par le formateur. Cependant, cette solution se limitait à un seul degré de liberté et ce mécanisme d’autorité adaptative nécessitait de régler laborieusement trois paramètres peu intuitifs. Les solutions proposées dans ce mémoire poursuivent donc les travaux de M. Liu en améliorant l’architecture ESC afin de l’étendre à des dispositifs à plusieurs degrés de liberté, ayant potentiellement des cinématiques différentes (surtout le dispositif esclave par rapport aux dispositifs maîtres) et à plusieurs apprenants simultanés. Une amélioration de la fonction AAA est proposée ainsi que des profils d’utilisation dépendant du niveau de l’apprenant. Une première série de retours d’usage a été réalisée afin de déterminer l’intérêt pédagogique de cette fonction. Les résultats ne permettant pas de conclure, des préconisations sont proposées pour une deuxième série.

This chapter delves into the transformative impact of haptic devices systems in the medical field. It highlights how these technologies have revolutionized healthcare delivery by enhancing surgical precision and efficacy The chapter reviews recent literature that reflects a burgeoning interest in understanding how these tools enhance the capabilities of medical practitioners, particularly in high-stakes environments such as surgery and rehabilitation. Studies have shown that haptic devices significantly improve surgeon dexterity in teleoperated environments, leading to enhanced patient outcomes and reduced surgical complications. Furthermore, the incorporation of tactile feedback in robotic surgery has been shown to enhance the surgeon's situational awareness and precision during procedures.

Stroke and neuromuscular trauma constitute a leading global cause of severe long-term upper-limb motor disability. Although rehabilitation robotics has proven effective in inducing activity-dependent cortical neuroplasticity through high-intensity training, a significant translational gap persists between complex laboratory prototypes and commercially accessible home-based systems. To address this, a systematic review was conducted following PRISMA 2020 guidelines, analyzing 45 studies from high-impact databases (2016–2026) focused on mechatronic design and clinical validations. The findings reveal a critical transition from rigid-link anthropomorphic exoskeletons toward cable-driven and soft robotic architectures, successfully reducing arm-coupled inertia to under 1.5 kg and mitigating kinematic misalignment risks at the human-robot interface. However, a severe validation gap persists, with less than 10% of studies evaluating prototypes on actual post-stroke cohorts. Additionally, the high computational cost and noise susceptibility of advanced sEMG-driven Assist-as-Needed (AAN) controllers currently limit their viability for autonomous home use. The review concludes that democratizing robotic telerehabilitation requires prioritizing intrinsic mechanical compliance, affordability, and IoT telemetry over redundant structural complexity, alongside an urgent shift toward multicenter Randomized Controlled Trials (RCTs). Spanish-language metadata / Metadatos en españolTítulo en español:Exoesqueletos robóticos de miembro superior para la rehabilitación neuromuscular: una revisión sistemática sobre arquitecturas ligeras y control biocooperativo Resumen:El accidente cerebrovascular y los traumatismos neuromusculares constituyen una de las principales causas a nivel mundial de discapacidad motora grave y prolongada de los miembros superiores. Aunque la robótica de rehabilitación ha demostrado ser eficaz para inducir neuroplasticidad cortical dependiente de la actividad mediante entrenamiento de alta intensidad, persiste una importante brecha traslacional entre los complejos prototipos de laboratorio y los sistemas de uso domiciliario comercialmente accesibles. Para abordar esta problemática, se realizó una revisión sistemática siguiendo las directrices PRISMA 2020, en la que se analizaron 45 estudios procedentes de bases de datos de alto impacto (2016–2026), centrados en el diseño mecatrónico y las validaciones clínicas. Los hallazgos revelan una transición significativa desde los exoesqueletos antropomórficos de eslabones rígidos hacia arquitecturas robóticas accionadas por cables y estructuras blandas, que han logrado reducir la inercia acoplada al brazo a menos de 1,5 kg y mitigar los riesgos de desalineación cinemática en la interfaz humano-robot. Sin embargo, persiste una importante brecha de validación, ya que menos del 10 % de los estudios evaluaron los prototipos en cohortes reales de pacientes que habían sufrido un accidente cerebrovascular. Además, el elevado coste computacional y la susceptibilidad al ruido de los controladores avanzados de asistencia según necesidad (Assist-as-Needed, AAN) basados en sEMG limitan actualmente su viabilidad para un uso domiciliario autónomo. La revisión concluye que la democratización de la telerehabilitación robótica requiere priorizar la conformidad mecánica intrínseca, la asequibilidad y la telemetría mediante Internet de las Cosas (IoT) frente a una complejidad estructural redundante, junto con una transición urgente hacia ensayos controlados aleatorizados (RCT) multicéntricos. Palabras Claves:Rehabilitación, robótica, robot de rehabilitación. Smart citations:SciteAI. Dimensions.Open Alex.

The integration of Artificial Intelligence (AI) into healthcare has open a new era of medical diagnosis and treatment. This chapter critically examines a collection of scholarly articles that delve into the multifaceted applications of AI in the healthcare domain such as diagnosis using image and chemical studies, patient familiar history and big data acquired through the use of wearables. Also, we dive into the ethical and legal aspects of training IA with private data and which repercussions can have.