A 30 minutos de carro a sudoeste de Zurique: na orla da floresta da tranquila cidade de Affoltern encontra-se o Reabilitação de crianças na Suíça. Um edifício moderno em betão. No exterior, no parque infantil, as crianças passam a tarde com os pais. No interior, o Professor Hubertus van Hedel e a sua equipa trabalham num importante desenvolvimento técnico: um exoesqueleto para as mãos.

Trata-se de "sistemas que seguem a forma do corpo humano", explica van Hedel, "e que estão ligados à mão pelo exterior - tal como a nossa". Este "esqueleto externo" garante que determinados movimentos podem ser efectuados com a mão humana.

Tudo menos futurista

A equipa de investigação de Van Hedel desenvolveu o primeiro exoesqueleto de mão totalmente motorizado e utilizável: Torça garrafas, corte pão, apanhe botões do chão e segure cartas de jogar utilizando a robótica. O dispositivo foi especialmente concebido para crianças e jovens com lesões cerebrais congénitas ou adquiridas, o que significa que só podem mover as mãos de forma limitada.

Pexo - como se chama o dispositivo - tem um aspeto tudo menos futurista: cada dedo é composto por três molas de lâmina fina na parte superior que funcionam como tendões e estão ligadas a um motor através de cabos. O dispositivo é ativado por controlo de voz ou por um botão azul. Em seguida, as molas móveis exercem uma ligeira pressão sobre os dedos humanos e a mão biológica do doente fecha-se ou abre-se. A eletrónica, os motores e a bateria estão alojados num módulo traseiro que pesa cerca de dois quilos.

Pexo, o crocodilo

O módulo de mão verde brilhante assemelha-se a um crocodilo. Isto porque o design se destina a satisfazer as necessidades das crianças, como explica Jan Dittli, engenheiro da ETH Zurich: "Desenvolvemos tamanhos diferentes para oferecer às crianças entre os cinco e os 18 anos um tamanho adequado".

Mas o exoesqueleto ainda tem limitações mecânicas: Os dedos não podem ser controlados individualmente. Apenas o polegar e os restantes quatro dedos juntos podem ser activados separadamente para abrir ou fechar a mão. Tocar piano: Nem pensar. Mas só desta forma é que o baixo peso do exoesqueleto é possível do ponto de vista da engenharia. O módulo da mão pesa cerca de 120 gramas, o que é menos do que um smartphone.

Os primórdios da investigação

A equipa de Van Hedel evitou deliberadamente a tecnologia de sensores ou mesmo o controlo através de ligações aos nervos ou ao cérebro. Embora isto seja medicamente interessante, a investigação ainda está a dar os primeiros passos. Até à data, os dispositivos robóticos terapêuticos têm sido muito volumosos, pesados e grandes. Com a Pexo, as crianças e os jovens podem facilmente praticar movimentos com objectos do quotidiano e levantar coisas que pesam até meio quilo. A barra de chocolate grande não é problema, mas a caixa de leite cheia está no limite.

Os exoesqueletos operados por robôs foram inicialmente desenvolvidos para fins militares no início do milénio e, mais tarde, para fins terapêuticos. Já existem robôs de marcha para doentes com AVC ou paraplégicos - para ficar de pé, andar ou agarrar, por exemplo.

Fato de treino para a indústria

Entretanto, as empresas de artesanato, a indústria automóvel, os prestadores de serviços de logística e as instituições de cuidados de saúde também estão interessados nos exosqueletos. Por exemplo, para robots vestíveis que assumem a elevação de cargas, protegendo a coluna vertebral dos trabalhadores. As forças que actuam sobre a coluna vertebral, os ombros e o pescoço são assumidas e desviadas pelo exoesqueleto. Os domínios de aplicação? Onde quer que sejam executadas tarefas fisicamente exigentes. Por exemplo, quando é necessário pesar diariamente várias toneladas de peças sobresselentes, carroçarias de automóveis, malas ou sacos de cimento, ou quando é necessário levantar doentes acamados em lares de idosos. Este potencial também foi reconhecido pelo fabricante alemão de próteses Ottobock. A Ottobock considera que o segmento dos exoesqueletos é, a longo prazo, um mercado maior do que o das próteses, afirmou recentemente Oliver Jakobi, Diretor Executivo da Ottobock, ao Frankfurter Allgemeine Zeitung. Já este ano, prevê uma duplicação do volume de negócios neste segmento. 

Os exoesqueletos podem ser divididos em dois tipos: Os modelos passivos não têm motores nem baterias. Transferem cargas para outras partes do corpo do utilizador através de molas e cabos.

Ao contrário dos exoesqueletos activos, como os fabricados pela empresa de Augsburgo Biónico alemão. A empresa produz diferentes fatos eléctricos. Estes têm motores que aumentam a força e fazem o trabalho de elevação. Por exemplo, o Cray X: um chamado Fato de treino Exoesqueleto concebido para melhorar o desempenho físico dos trabalhadores e desenvolvido especificamente para utilização na indústria transformadora ao levantar e baixar cargas em paletes ou estantes.

O exoesqueleto ajuda a reduzir o stress sobre a parte superior do corpo, evitando assim a fadiga muscular e as lesões. Funciona de forma semelhante ao exosqueleto de mão da Kinder-Reha Schweiz, é preso através de presilhas nas pernas e na parte superior do corpo através de um colete.

Um mercado enorme

O Cray X é modular, o que significa que o exoesqueleto pode ser configurado individualmente, consoante a área de utilização e as necessidades do utilizador. Pode também ser equipado com vários sensores e sistemas de monitorização para acompanhar o utilizador e o seu trabalho e recolher dados sobre o desempenho e a carga.

A German Bionic não é a única empresa a fazer experiências com exoesqueletos e a oferecer este tipo de dispositivos. Há numerosas empresas em fase de arranque que estão a brincar neste domínio. De acordo com a empresa de análise indiana Mercados e Mercados o mercado global de exoesqueletos crescerá de forma constante e atingirá um valor de 6,8 mil milhões de dólares americanos até 2025. Outros institutos de estudos de mercado estimam que o volume de negócios dos exoesqueletos industriais ascenderá a 20 mil milhões de dólares americanos até 2030; em 2016, era ainda de 96 milhões de dólares americanos.

Prevenção da saúde e avaliação dos riscos

Um estudo de laboratório efectuado pelo Instituto Fraunhofer para o Fluxo de Materiais e Logística mostrou que a utilização de exoesqueletos no fabrico tem um efeito positivo na produtividade. A eficiência do trabalho foi aumentada até 25 por cento. Os trabalhadores conseguiram trabalhar mais rapidamente e durante mais tempo através da utilização de exoesqueletos sem mostrarem sinais de fadiga. O estudo foi realizado em cooperação com várias empresas que já utilizam exoesqueletos na sua produção.

Os investigadores também descobriram que os trabalhadores tinham menos perturbações músculo-esqueléticas e tensões como resultado da utilização de exoesqueletos. A utilização de exoesqueletos ajudou a reduzir o risco de lesões por esforços repetitivos durante actividades fisicamente exigentes.

No entanto, também houve críticas à utilização de exoesqueletos na indústria. Por exemplo, foi criticado o facto de os exoesqueletos serem ainda bastante pesados e volumosos, o que pode limitar a mobilidade dos trabalhadores. Além disso, alguns exoesqueletos ainda são bastante caros, o que dificulta a sua utilização em empresas mais pequenas. E faltam estudos a longo prazo para avaliar as consequências de uma utilização industrial real. Estes incluem possíveis efeitos secundários, como a perda muscular com exoesqueletos activos ou o aumento da tensão no sistema cardiovascular com sistemas para trabalho suspenso.

Regresse à Suíça da Reabilitação Infantil. Wanda [nome verdadeiro conhecido pelos editores] entra na sala de tratamento; é uma das cerca de 240 crianças e adolescentes por ano que passam várias semanas ou, como a rapariga de 14 anos, até meses em reabilitação. O motivo: lutam contra as consequências de lesões na espinal medula ou no cérebro, por exemplo, na sequência de acidentes vasculares cerebrais.

Terapia de esforço

Wanda também teve um AVC há um ano e já não conseguia mexer corretamente o braço, a perna e a mão esquerdos. A reabilitação intensiva mudou tudo isso. Wanda voltou a falar fluentemente, mas a sua mão continua a não querer mexer-se tão bem como antes.

Agora tem de usar o exoesqueleto manual para pegar em pequenos blocos de construção de uma caixa de madeira e colocá-los por cima de uma divisória numa segunda caixa. O que é fácil para as outras crianças é difícil para a Wanda.

Dá a ordem, através do comando de voz, para fechar a mão e, de repente, os motores do exoesqueleto começam a girar suavemente. Os seus dedos paralisados enrolam-se, agarra no pequeno bloco de madeira e coloca-o na caixa oposta.

Fantasia da Guerra das Estrelas

Será que os exoesqueletos de mão acabarão por se aproximar das funções das mãos reais? Resposta de Van Hedel: Não, a mão humana é demasiado delicada, demasiado complicada, para que a sua função possa ser artificialmente substituída como a mão robótica de Luke Skywalker. Continua a ser uma fantasia da Guerra das Estrelas da fábrica de sonhos de Hollywood.

No entanto, um exoesqueleto poderia ser útil para algumas crianças com lesões cerebrais, resume o diretor da investigação. "Comercialmente, este não é um grande grupo-alvo" e acrescenta: "A humanidade de uma sociedade revela-se precisamente na forma como trata os seus mais fracos. As crianças são o nosso futuro!

Fonte: Exoesqueletos: como num passe de mágica | Economia | DW | 07.04.2023