Exoesqueleto "¿Qué es?": La palabra exoesqueleto procede del griego e incluye las palabras "exo" (exterior) y "skeletos" (cuerpo desecado). Un exoesqueleto (también llamado traje robótico) es un armazón, normalmente mecánico y motorizado, que se fija al exterior del cuerpo de un ser humano y sirve de corsé de sujeción para el usuario. Los exoesqueletos también se popularizarán en el futuro bajo el epígrafe de movilidad aumentada.
Corto y dulce:
Los exoesqueletos pueden mejorar el rendimiento de los usuarios no discapacitados y devolver el movimiento a los discapacitados para caminar.
El reino animal sirvió como plantilla de ingeniería para la biomecánica, porque principalmente los animales con extremidades utilizan exoesqueletos, incluidos los crustáceos y los arácnidos, ya que los animales con extremidades no tienen un esqueleto interno, sino que utilizan este tipo de exoesqueleto (esqueleto externo) para su estabilización. Probablemente, el primer intento registrado de construir un exoesqueleto mecánico moderno fue el Hardiman, un prototipo experimental sin éxito construido por General Electric en 1965. El Hardiman debía permitir al usuario transportar cargas de hasta 680 kg de peso. Sin embargo, el usuario era incapaz de controlar el exoesqueleto, por lo que el proyecto fue abandonado. El Instituto Fraunhofer de Sistemas de Producción y Tecnología del Diseño fue el primer instituto de investigación del mundo en desarrollar un simulador de marcha llamado "HapticWalker" para ayudar a los pacientes con apoplejía a volver a aprender a andar. El primer exoesqueleto sin tracción fue patentado por el inventor ruso Nicholas Yagn ya en 1890 Consiste en dos ballestas dispuestas en paralelo a las piernas para mejorar la velocidad de marcha de la infantería.
Desarrollo hasta hoy:
Entre otros avances de finales del siglo XX y principios del XXI, la financiación del Programa 6 de Exoesqueletos para el Aumento del Rendimiento Humano de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE.UU. (DARPA) permitió el desarrollo de robots vestibles para las extremidades inferiores (en particular, el Exoesqueleto de extremidades inferiores de Berkeley y el Guardián XO de Sarcos para aumentar la fuerza y reducir el esfuerzo durante el transporte de cargas). La tecnología se adaptó después a otros campos, como la rehabilitación y la industria.
El modo de funcionamiento del exoesqueleto se explica fácilmente: Los exoesqueletos actuales son fáciles de montar y se utilizan en la Industria 4.0 como forma de asistencia sanitaria laboral, así como en medicina. Especialmente en rehabilitación médica, estos exoesqueletos asistidos por motor se utilizan para las extremidades inferiores. Por ejemplo, los pacientes con paraplejia, esclerosis múltiple o parálisis tras un ictus pueden beneficiarse del entrenamiento con este sistema.
Existen sistemas de exoesqueleto para la parte superior del cuerpo y robots exoesqueleto para las piernas, así como guantes exoesqueleto.
En la rehabilitación médica, por ejemplo en las clínicas de rehabilitación, los exoesqueletos se limitan a tratamientos locales temporales. Aquí, por ejemplo, sirven como dispositivo de entrenamiento mientras dura la medida de rehabilitación hospitalaria o ambulatoria.
Gracias a los avances técnicos en forma de tecnología de accionamiento mejorada y baterías de larga duración, los exoesqueletos se utilizan ahora también para uso personal. De este modo, los usuarios pueden volver a ponerse de pie y caminar de forma independiente y depender menos de terceros. Estos exoesqueletos modificados son adecuados para un uso permanente y personal en el entorno cotidiano privado y ahora también se utilizan allí.
En aplicaciones médicas, por ejemplo tras una paraplejia, un exoesqueleto puede ser una opción adicional para la prestación de ayudas si las propiedades estructurales y funcionales del sistema neuromuscular y esquelético están demasiado restringidas para poder lograr la movilización mediante una órtesis.
En pacientes con paraplejia completa, los exoesqueletos se utilizan como alternativa para una órtesis según este criterio para alturas de lesión por encima de la vértebra torácica.
En pacientes con paraplejia incompleta, las órtesis son adecuadas incluso para alturas de lesión superiores a T12, con el fin de promover la propia actividad del paciente hasta tal punto que las medidas de movilización puedan tener éxito.
El diseño del exoesqueleto depende de la aplicación y de la región del cuerpo que deba soportar. Los exoesqueletos pueden dividirse en dos tipos en función de su soporte de fuerza: Exoesqueletos pasivos y activos.
Mientras que los exoesqueletos activos proporcionan su soporte energético eléctrica o neumáticamente, esto ocurre mecánicamente con muelles en las variantes pasivas. Los exoesqueletos pasivos no necesitan un suministro de energía externo. En el caso de los exoesqueletos activos, se distingue entre baterías o bombonas de gas para llevarlas consigo y fuentes de alimentación estacionarias como la red eléctrica o sistemas de aire comprimido.
Hay exoesqueletos disponibles para manos, brazos, hombros, torso y piernas.
Los exoesqueletos se subdividen según su función de apoyo: los de apoyo a la fuerza, los de aumento de la resistencia del usuario y los de mayor velocidad de movimiento.
Los exoesqueletos activos pesan bastante más que los pasivos. Comienzan entre los 15 kg y los 25 kg.
Los exoesqueletos ligeros y pasivos se utilizan a menudo para corregir la postura (al levantar peso o sentarse) o para soportar el peso de las herramientas durante los trabajos por encima de la cabeza. Los exoesqueletos activos ofrecen la posibilidad de aliviar al usuario durante los trabajos de elevación.
Básicamente, los exoesqueletos pueden dividirse en dos tipos en función de su tipo de asistencia eléctrica: Exoesqueletos pasivos y activos.
Los exoesqueletos pasivos sostienen al usuario mediante ayudas mecánicas como sistemas de muelles o cables. La energía se almacena mecánicamente por medio de muelles, por lo que la energía potencial con la que se pretensan los muelles cuando una parte del cuerpo se mueve de una forma determinada apoya posteriormente al bastón en el contramovimiento. Por lo tanto, no requieren el uso de motores y sensores, suelen ser más ligeros o silenciosos y mucho más fáciles de instalar.
Los exoesqueletos activos crean soportes mecatrónicos activos de potencia para cargas físicas simples o combinadas. Dado que se accionan neumáticamente o mediante motores, se alimentan con electricidad y son en su mayoría modulares y ampliables, tienen una complejidad, un peso y una instrucción mucho mayores. El suministro de energía de los exoesqueletos activos es mayoritariamente eléctrico. O bien hay una batería integrada en la estructura de soporte o el exoesqueleto está directamente conectado a la red eléctrica. Además, el accionamiento también puede ser neumático.
Un exoesqueleto pasivo recibe su energía a través de la pretensión de un mecanismo de resorte o de una goma elástica, que debe ser devuelta al exoesqueleto a través de su propia fuerza muscular después de cada apoyo de fuerza en sentido contrario. Consecuencia: La fuerza se redistribuye y vuelve a estar disponible para el siguiente movimiento de la carga. Esto significa que la carga se adapta mejor a los movimientos naturales del cuerpo humano. El exoesqueleto añade fuerza durante el proceso de elevación por encima de la cabeza y sostiene el sistema musculoesquelético alrededor de los hombros y los brazos.
En el movimiento descendente, el actuador vuelve a ser puesto en tensión por el usuario para el siguiente proceso de elevación. La fuerza de apoyo disponible del exoesqueleto pasivo está así limitada por la fuerza que debe aplicar el usuario para pretensar el sistema. Para una mayor capacidad de soporte, por ejemplo al mover cargas pesadas, también habría que generar mayores precargas. La tensión y relajación constantes del exoesqueleto pueden resultar muy fatigosas para movimientos muy monótonos y repetitivos.
Recomendación: Para una actividad en altura, hasta 45 minutos seguidos, para que el exoesqueleto contrarreste la fuerza del peso de la herramienta a levantar como equivalente.
A menudo, la precarga es variable y puede ajustarse individualmente en cuanto al nivel de fuerza y la fuerza máxima del muelle mediante tuercas moleteadas o herramientas. Esto permite ajustar las características del soporte, pero no durante el proceso de trabajo. Dependiendo de la estructura y del diseño del sistema, el exoesqueleto pasivo debe desmontarse y transformarse parcialmente para este fin, lo que lleva mucho tiempo y a menudo resulta poco práctico.
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Copyrighted by Tom Illauer
Científicamente, los exoesqueletos se estudian en la robótica de rehabilitación y se investigan empíricamente en muchas universidades. Especialmente con fines terapéuticos, forman parte de un campo de investigación interdisciplinar. No dude en visitar nuestra sección Estudios y universidades de investigación con listas y contactos. Encontrará una visión general del uso del exoesqueleto en nuestro resumen.
Esto depende específicamente del fabricante y de la solución, así como del área de aplicación deseada y de sus diagnósticos o condiciones generales. A continuación encontrará también cómo debe llevar el exoesqueleto o cómo un exoesqueleto reduce el dolor de espalda:
En cualquier caso, existen algunos denominadores comunes, pero recomendamos encarecidamente buscar asesoramiento individual:
Los sistemas se desarrollaron para personas con paraplejia completa o incompleta que pueden apoyarse con las manos y los hombros en muletas de antebrazo. Factores como una densidad ósea suficiente y la amplitud de movimiento de las articulaciones individuales (cadera, rodilla, pie) deben aclararse de antemano. Un entrenamiento regular de bipedestación (por ejemplo, mesa de bipedestación o silla de ruedas de bipedestación) previo es ventajoso para la estabilidad del sistema cardiovascular y el control del tronco. Para someterse a la prueba se requiere una declaración de no objeción a la prueba firmada por el médico (recibirá de nosotros la plantilla para ello) y una medición actual de la densidad ósea (medición DXA en el muslo).
No se recomienda su uso en pacientes
Potencialmente, la ayuda puede simplificar las siguientes actividades: (¡Lea los estudios y pida consejo a su médico! Según la información del fabricante:)
Los sistemas de uso personal son exoesqueletos ligeros que se llevan en el cuerpo y que disponen de motores en las articulaciones de la cadera y la rodilla. El usuario controla los movimientos con ligeros desplazamientos de su centro de gravedad. Mediante un sensor, la flexión hacia delante de la parte superior del cuerpo es detectada por el sistema, que inicia el primer paso. Un desplazamiento repetido del peso corporal desencadena una serie de pasos que imitan el movimiento normal de las piernas.
Un exoesqueleto es un armazón mecánico que se adhiere al exterior del cuerpo de una persona y sirve como corsé de sujeción. El término "exoesqueleto" procede del griego y significa literalmente "exterior" (exo) y "cuerpo desecado" (skeletos). Inspirado originalmente en animales con extremidades, como los crustáceos, que utilizan un exoesqueleto para estabilizarse, la biomecánica ha adoptado este concepto. Hoy en día, los exoesqueletos accionados por máquinas ya se utilizan en medicina, sobre todo en el campo de las órtesis. En la rehabilitación médica, se utilizan exoesqueletos motorizados para las extremidades inferiores. Los pacientes con paraplejia, esclerosis múltiple o parálisis tras un ictus pueden beneficiarse del entrenamiento con estos sistemas. Hasta ahora, estos dispositivos se utilizaban a menudo para tratamientos locales temporales, por ejemplo durante una medida de rehabilitación hospitalaria o ambulatoria. Gracias a los avances en la tecnología de propulsión y baterías, ahora es posible desarrollar sistemas de exoesqueleto que pueden ser manejados por el usuario y utilizados para caminar de forma independiente. Dichos exoesqueletos son adecuados para su uso permanente en entornos cotidianos privados y se están aplicando actualmente en ellos. Además, existe una gran variedad de soluciones ocupacionales, especialmente para los trabajadores de los sectores de la logística, los cuidados y la artesanía. Estas soluciones se centran en el alivio de la espalda y la sobrecarga, aunque también hay productos para alcanzar objetos o sentarse.
La mecánica motriz proporciona un alivio especial y un apoyo causal para las zonas que van desde la espalda hasta las rodillas.
El coste de los modelos de exoesqueleto varía mucho. Depende del caso de cada persona. Entran en juego, por ejemplo, la caja de enfermedad para la formación en un centro de rehabilitación, la caja de enfermedad para, entre otros, los parapléjicos, las cajas de enfermedad de las empresas y las cooperativas de empresa para la inserción profesional, las instituciones de seguros de pensiones, etc. La probabilidad de una decisión positiva aumenta con la probabilidad de una indemnización por invalidez. Además, influye si el exoesqueleto debe proporcionar un apoyo cosmético o funcional. La mayoría de los exoesqueletos (excepto ReWalk) no tienen un número de ayuda, lo que a su vez dificulta el proceso de solicitud, aunque no lo hace imposible. Sin embargo, hay algunos proveedores de exoesqueletos con permiso certificado para facturar el exoesqueleto como ayuda con el número de ayuda (23.29.01.2001 y 23.29.01.3001) a las cajas de enfermedad o a las cajas de seguro de dependencia.
Alternativamente, también existe una silla de ruedas subeescaleras con un número de dispositivo de asistencia en la gama Premium denominada Scewo.
¿Quiere comprar un exoesqueleto? El coste medio de un exoesqueleto es de cinco a seis cifras. Los precios actuales de los exoesqueletos para uso personal se establecen en una media de al menos 100.000 euros. Si su caja de enfermedad aprueba su solicitud, sólo tendrá que pagar el copago reglamentario hasta un máximo de 10 euros. ¿Desea pedir prestado un exoesqueleto? También es posible. Puede alquilar el exoesqueleto, ya sea un exoesqueleto con motor o un exoesqueleto sin motor.
Esto depende específicamente del fabricante, el modelo, el usuario y el curso de entrenamiento. En principio, puede alcanzar una velocidad de marcha de hasta 4 km/h con los exoesqueletos.
El efecto positivo de los exoesqueletos ha sido analizado y probado en numerosos estudios. Puede encontrar más información sobre los estudios aquí. También se enumeran para usted a continuación.
Esto depende específicamente del modelo y del ámbito de uso. Los exoesqueletos militares suelen tener una capacidad de carga significativamente mayor. Sin embargo, los exoesqueletos deben protegerse siempre de la luz solar extrema (- 15 a 45 grados centígrados). Además, debe evitarse el contacto directo con el fuego, las brasas y el calor.
Un exoesqueleto puede ser una herramienta muy eficaz para aliviar las actividades físicas pesadas, por ejemplo la zona de la espalda.
En el ámbito de la medicina, un claro "no". En el ámbito del uso industrial, "sí", porque alivian la tensión en lugar de aumentar el propio rendimiento, pero los exoesqueletos de la Industria 4.0 mejoran la ergonomía del empleado y, por tanto, aumentan su satisfacción, lo que para la mayoría de los empresarios mejora el rendimiento.
Esto depende del modelo. Los exoesqueletos industriales pueden ponerse y quitarse en menos de 30 segundos. Los exoesqueletos médicos pueden utilizarse en pocos minutos (unos cinco minutos).
Industria:
El tiempo de uso de los exoesqueletos no está limitado. Gracias a la sencillez de su colocación, los exoesqueletos pueden quitarse fácilmente mientras tanto, por ejemplo al rotar de puesto de trabajo o durante las pausas.
Medicina:
El tiempo de uso de los exoesqueletos es limitado. Se recomienda hacer siempre pausas más largas y no sobrepasar el tiempo de uso durante varias horas seguidas.
Los tejidos de un exoesqueleto son desmontables, lavables y, por tanto, reutilizables. La tecnología puede limpiarse con un paño húmedo.
Recomendamos el uso personal del exoesqueleto de forma individual. Es la única manera de garantizar la eficacia óptima del exoesqueleto mediante un ajuste correcto en el aparato.
Además, por razones higiénicas, no debe pasarse a otro usuario.
En total, tenemos más de 75 proyectos en nuestra plataforma. Fabricante de exoesqueletos en la lista. Lea nuestro resumen por campo de aplicación, diagnóstico, industria, etc. He aquí algunos ejemplos; en nuestra opinión, los líderes en Alemania son OttoBock, Keeogo, ReWalk y Myomo. Actualmente se están desarrollando exoesqueletos con accionamiento en EE.UU., Corea del Sur, Japón y Alemania, entre otros. Se han desarrollado modelos utilizables desde principios de milenio, primero por parte de instituciones relacionadas con el ejército, pero aún no hay informes sobre aplicaciones. Hemos listado, entre otros, a los siguientes proveedores de exoesqueletos y empresas de exoesqueletos:
Encontrará un resumen de todos los fabricantes con opciones de filtrado en nuestro Visión general del fabricante de exoesqueletos.
Según el Seguro Social Alemán de Accidentes: "Los empresarios también están obligados a realizar una evaluación de riesgos. Como resultado, deben derivarse y aplicarse medidas de protección que incluyan instrucciones. En particular, deben tenerse en cuenta los objetivos de protección y los requisitos de la Ordenanza sobre seguridad y salud en el trabajo y, si procede, la Ordenanza sobre seguridad y salud en el uso de equipos de protección individual en el trabajo".
La asociación comercial Berufsgenossenschaft Handel und Warenlogistik de Alemania califica el uso de exoesqueletos por parte de los trabajadores de su industria como "una innovación emocionante, pero que aún necesita trabajo de desarrollo".
Es esencial recibir asesoramiento intensivo antes de realizar el pedido, ya que podrían producirse los siguientes problemas:
El endoesqueleto es la parte dura del interior del cuerpo, mientras que el exoesqueleto es la parte dura del exterior del cuerpo. Generalmente, el endoesqueleto deriva del endodermo, mientras que el exoesqueleto deriva del ectodermo. El endodermo es la capa más interna y el ectodermo es la capa más externa de las tres capas germinales primarias que se encuentran en el embrión muy temprano. El endoesqueleto se encuentra en los vertebrados y el exoesqueleto en los artrópodos. El endoesqueleto es vivo y está formado por hueso y cartílago, mientras que el exoesqueleto, un componente no vivo, consiste en una cubierta exterior de quitina o compuestos de calcio. El esqueleto hidrostático es un esqueleto a base de agua que se encuentra en los gusanos.
Pronto publicaremos una posibilidad de intercambio para los afectados en la plataforma anónima Discord. Manténgase al día y suscríbase a nuestro boletín.
Ventajas del exoesqueleto humano: Desventajas del exoesqueleto
Desventajas del exoesqueleto:
Sí! Tras una consulta sin compromiso, tiene la oportunidad de probar el exoesqueleto in situ en su zona con un socio certificado. Estaremos encantados de obtener presupuestos, en función del uso del exoesqueleto, y crear una lista de socios de Exoskeleton Alemania en su zona. Así que antes de pedir el exoesqueleto, compruebe la cobertura de costes del exoesqueleto y déjese asesorar intensivamente por nosotros, su terapeuta, médico o BG.
Visite nuestro servicio de objeciones con abogados especialistas certificados, aquí también encontrará un resumen de todas las decisiones actuales del BGH y de los tribunales sobre el tema de los exoesqueletos.
Los exoesqueletos son sólo una solución entre muchas otras, porque la automatización también podría hacer superfluos los exoesqueletos. En las zonas de trabajo con puestos fijos, éstos pueden diseñarse ergonómicamente en la mayoría de los casos para poder prescindir de los exoesqueletos. Además, debe realizarse una evaluación de riesgos para determinar si los exoesqueletos pueden utilizarse en absoluto. Los exoesqueletos son caros y no están exentos de mantenimiento. Además, los exoesqueletos no pueden estar libres de ISO. Sería concebible clasificarlos como ayudas técnicas con arreglo a la Directiva 2006/42/CE (Directiva sobre máquinas). De este modo, se describen objetivos de protección vinculantes. Éstos ya pueden proporcionar indicaciones para evitar riesgos para la salud y la seguridad cuando se utilizan exoesqueletos. En Alemania, esta Directiva de la CE se transpone a la legislación nacional mediante la Novena Ordenanza de la Ley de Seguridad de los Productos (Ordenanza de Máquinas - 9ª ProdSV). No se pueden descartar por completo los fallos de funcionamiento, especialmente con exoesqueletos activos con electrónica o con accionamientos neumáticos. Cuando se utiliza un exoesqueleto, pueden surgir peligros relacionados con accidentes por tropiezos o caídas. Además, hay que preguntarse de qué manera es posible escapar con rapidez y seguridad de una situación peligrosa que se produzca de repente con un exoesqueleto puesto. El considerable peso muerto de algunos modelos, por ejemplo, podría resultar crítico.
Los exoesqueletos apoyan y refuerzan los movimientos para que puedan volver a caminar y ponerse de pie. Las articulaciones se accionan mediante servomotores. La estructura del exoesqueleto depende del uso pasivo o activo.
La palabra exoesqueleto significa estructura externa. La estructura externa, que reproduce el sistema musculoesquelético, puede redirigir las fuerzas y proteger las zonas sensibles del cuerpo, como la región lumbar, especialmente susceptible a los problemas discales.
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