Todos caminan de manera diferente, por lo que este exoesqueleto se ajusta sobre la marcha.

/Un exoesqueleto robótico similar a una bota ayudó a las personas a caminar más rápido usando menos energía

Por NICOLE WETMAN

Una imagen de las piernas de alguien desde la rodilla hacia abajo con un exoesqueleto robótico adjunto a los pies y debajo de la rodilla.  El exoesqueleto está expuesto, coloridos cables y placas de circuito.

Una vista de cerca de un exoesqueleto de tobillo portátil que ayuda a alguien a caminar Imagen: Universidad de Stanford

Un nuevo exoesqueleto robótico similar a una bota utiliza sensores portátiles para adaptarse a cada persona que lo usa, lo que marca un importante paso adelante para la robótica. El dispositivo, descrito en un estudio publicado hoy, ayuda a resolver uno de los grandes desafíos en el desarrollo de sistemas que ayuden a las personas a caminar: que todos caminen de manera diferente.

“Este exoesqueleto personaliza la asistencia mientras las personas caminan normalmente por el mundo real”, dijo Steve Collins, profesor asociado de ingeniería mecánica y director del Laboratorio de Biomecatrónica de Stanford.

Los exoesqueletos como concepto no son nuevos: los investigadores creen que podrían ayudar a las personas con problemas de movilidad o eliminar parte de la tensión de caminar para las personas en trabajos que requieren un movimiento constante. Pero hasta ahora, los dispositivos que funcionan en el laboratorio no se han traducido tan bien en entornos del mundo real. A menudo son difíciles de manejar y de usar, y el proceso de personalizarlos para cada nueva persona es costoso y difícil.

El equipo del Laboratorio de Biomecatrónica de Stanford trató de abordar esos problemas. En primer lugar, el dispositivo es autónomo. Se sujeta al tobillo del usuario y sube por la parte inferior de la pierna y está controlado por un paquete de baterías en la cintura, por lo que las personas pueden moverse libremente al aire libre y en el entorno diario normal. En este momento, el prototipo es una maraña de cables que se adhiere a un zapato y debajo de la rodilla. El dispositivo empuja el músculo de la pantorrilla en cada paso, aplicando una fuerza que le da un impulso al usuario.

El equipo también desarrolló un nuevo método para simplificar el proceso de ajuste del exoesqueleto a cada persona. Normalmente, los exoesqueletos se ajustan haciendo que las personas caminen en una cinta de correr en un laboratorio mientras se controlan de cerca aspectos como el consumo de oxígeno y los gastos de energía. De esa manera, el dispositivo se puede ajustar hasta que se dispare en el momento justo para ayudar a reducir la cantidad de energía utilizada por una persona individual.

El nuevo enfoque, publicado el miércoles en la revista Nature, se apoyó en datos recopilados en un experimento anterior que rastreó a personas que caminaban con un exoesqueleto en el laboratorio bajo cientos de condiciones diferentes. Usaron esos datos para construir un modelo que podría determinar la energía que las personas usaban para caminar en función de la información de sensores baratos incrustados en el exoesqueleto.

Ese modelo permite que el exoesqueleto aprenda en tiempo real y en condiciones del mundo real cuál es la mejor manera de ayudar a alguien a caminar. El estudio probó el sistema en 10 personas y descubrió que podía optimizar los movimientos en alrededor de una hora. Durante ese proceso, caminaron afuera mientras escuchaban varias indicaciones, como “camine como si estuviera caminando para tomar un autobús”, para que el dispositivo pudiera ajustarse a las velocidades de caminata utilizadas en situaciones cotidianas.

Después de optimizarlo, el exoesqueleto permitió que los participantes se movieran más rápido usando menos energía que si usaran zapatos normales. En las pruebas del mundo real en las que los participantes caminaron afuera, fue el equivalente a quitarse una mochila de 20 libras, encontró el estudio.

Este estudio solo probó el exoesqueleto en adultos sanos de veintitantos años, por lo que aún queda un largo camino por recorrer para confirmar si puede ayudar a las personas que necesitan asistencia adicional, como adultos mayores que caminan lentamente o personas que trabajan en trabajos físicamente exigentes como trabajadores del almacén. Y el dispositivo es un prototipo: todavía queda un largo camino por recorrer antes de que esté disponible. No está claro cuánto podría costar un exoesqueleto como este como producto médico o de consumo. Aun así, mostrar que un exoesqueleto puede mejorar el movimiento en un entorno del mundo real es una novedad para la robótica, dijo el equipo de investigación.

“Creo que durante la próxima década veremos estas ideas de asistencia personalizada y exoesqueletos portátiles efectivos que ayudarán a muchas personas a superar los desafíos de movilidad o a mantener su capacidad de vivir vidas activas, independientes y significativas”, dijo el autor del estudio e investigador de bioingeniería Patrick Slade, en un comunicado.

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