Emocionantes avances en exoesqueletos para personas con problemas de movilidad

La introducción de tecnologías de vanguardia ha dado lugar a rápidas mejoras en la ingeniería y las soluciones sanitarias. Una mejora notable es el desarrollo de diversos tipos de exoesqueletos para devolver la función y la movilidad a personas con afecciones neurológicas como lesiones medulares y derrames cerebrales.Las tesis centrales:

• Los exoesqueletos más pequeños y ligeros contribuyen a la eficacia de los movimientos y a la mejora de la estabilidad.
• Los exoesqueletos controlados por inteligencia artificial darán lugar a una mejor calidad de movimiento y permitirán al usuario realizar tantos movimientos como sea posible.
• Los exoesqueletos con capacidad de captación de energía permiten al usuario movilizarse durante todo el tiempo que desee.

A pesar de los progresos realizados en este campo, siempre hay margen de mejora. Teniendo esto en cuenta, varios equipos de todo el mundo trabajan para desarrollar exoesqueletos más pequeños, más ligeros, que utilicen inteligencia artificial y sean autopropulsados.

Las limitaciones de movilidad pueden ser increíblemente frustrantes y debilitantes para las personas con ciertas afecciones neurológicas. El uso de exoesqueletos permite más movimiento e independencia. Siga leyendo para saber más sobre los últimos avances en tecnología de exoesqueletos.

De los exoesqueletos robóticos duros a los blandos

La generación actual de exoesqueletos se compone principalmente de material duro y estructuras rígidas. Aunque el exoesqueleto duro es aplicable en entornos industriales y la estructura rígida es necesaria para mantener su integridad estructural, también conlleva varios retos. Por ejemplo, los exoesqueletos resultan enormes y muy pesados, lo que dificulta su uso eficaz por parte de pacientes con afecciones neurológicas. Además, el exoesqueleto actual presenta desviaciones biomecánicas respecto a la anatomía humana normal. Esto suele provocar problemas ergonómicos (por ejemplo, una mala postura), lo que puede exponer al paciente a un mayor riesgo de desarrollar problemas médicos relacionados con la parálisis de las extremidades (por ejemplo, dolor lumbar).

El Laboratorio de Biodiseño de Harvard, junto con sus colaboradores internacionales, ha tratado de abordar estas limitaciones desarrollando una nueva generación de exoesqueletos robóticos blandos. Este exoesqueleto de nueva generación consta de una articulación controlada eléctricamente unida a una funda de soporte blanda que se sujeta a la extremidad con correas de nailon. También cuenta con un sistema integrado de sensores digitales y cámaras de alta resolución que rastrean la trayectoria, la eficacia y la velocidad del movimiento de la extremidad. Este sistema permite a los médicos recopilar datos que pueden controlar el progreso del paciente durante la rehabilitación física.

Otras ventajas de los exoesqueletos robóticos blandos son:

• Fácil
• Menor tamaño
• Transmisión eficiente del movimiento
• Apoyo mecánico eficaz
• Mejora de la estabilidad durante las tareas funcionales

El exoesqueleto robótico blando está siendo sometido a rigurosas pruebas y nuevos desarrollos y se espera que esté listo para su uso en un entorno de rehabilitación en 2023.

Exoesqueletos para la generación de energía

Los modelos actuales de exoesqueletos activos funcionan con electricidad o con una batería. Aunque los exoesqueletos accionados eléctricamente tienen un largo tiempo de funcionamiento, su principal limitación es que sólo pueden utilizarse en espacios reducidos, ya que están conectados a una fuente de energía mediante cables. Los exoesqueletos accionados por batería ofrecen a los usuarios la libertad de moverse por donde quieran, pero tienen una vida útil relativamente corta.

Yunde Shi y sus colegas de la Universidad del Sureste de China están abordando estas limitaciones desarrollando un exoesqueleto robótico ligero y blando con capacidad para cosechar energía. El dispositivo consta de un soporte para la cadera (al que se fijan el convertidor de energía, las baterías y el controlador), un exoesqueleto para las extremidades inferiores y cables de transmisión que conectan las dos partes.El exoesqueleto cosecha energía convirtiendo la energía cinética generada por el movimiento de sus articulaciones en energía eléctrica que lo alimenta continuamente mientras el usuario está en movimiento. Esto permite al usuario movilizarse donde quiera durante un periodo de tiempo más largo. Los resultados preliminares muestran que el uso de este exoesqueleto genera 3,2 vatios de energía eléctrica y reduce la activación de los músculos del muslo en unos 10 %. En conjunto, esto aumenta la eficacia y contribuye a la sostenibilidad a largo plazo.

Exoesqueleto de inteligencia artificial

Otra área en la que se están centrando actualmente los desarrolladores es la mejora de la calidad y el aumento del número de movimientos que el usuario puede realizar de forma natural con la ayuda de un exoesqueleto. Los modelos actuales de exoesqueletos a pilas consisten en un reloj teledirigido en el que el usuario selecciona el tipo de movimiento que desea realizar (de una lista de movimientos preprogramados) , y el traje realiza el movimiento por él. Por ejemplo, si selecciona la opción de ponerse de pie, el traje ayuda automáticamente al usuario a ponerse de pie. Este modelo está limitado porque el usuario no puede realizar movimientos que no estén preprogramados en el dispositivo.

El equipo de AiBle está trabajando para superar estas limitaciones a través del Uso de sistemas de inteligencia artificial para controlar exoesqueletos para arreglar . El proyecto introduce varios sensores novedosos que detectan la intención de movimiento y envían datos a una plataforma basada en la nube para mejorar el entrenamiento de los algoritmos inteligentes. Tras un entrenamiento satisfactorio, el exoesqueleto realiza los movimientos que el usuario pretende. Además, el exoesqueleto mide el nivel de apoyo al movimiento que necesita el usuario en las distintas fases de la rehabilitación física. Esta característica facilita una rehabilitación graduada y progresiva hasta que el paciente alcanza un nivel superior de funcionalidad.

Los innovadores exoesqueletos resuelven muchos de los acuciantes problemas a los que suelen enfrentarse las personas con discapacidad. Los días en que una persona paralítica estaba condenada a una discapacidad de por vida se están convirtiendo poco a poco en cosa del pasado, y eso es emocionante. Las continuas mejoras están diseñadas para mejorar aún más el funcionamiento, la movilidad y la calidad de vida de los pacientes.

Fuente: Emocionantes avances en exoesqueletos para personas con problemas de movilidad | Health News (healthnews.com) (30.12.2022)