Exoesqueletos explicados de forma simples: Apoio físico no trabalho e na vida quotidiana

Em setembro de 2022, o Instituto Fraunhofer de Engenharia de Produção e Automação IPA apresentou os chamados exoesqueletos na feira RehaCare. Estes apoiam as pessoas em trabalhos fisicamente extenuantes, previnem a má postura e são concebidos para aliviar a tensão sobre os músculos e as articulações. No futuro, poderão também tornar-se cada vez mais uma ajuda para pessoas com determinadas deficiências físicas, afirma Urban Daub, chefe do grupo de investigação de Biomecânica Aplicada do Instituto Fraunhofer. Uma entrevista.

Sr. Daub, o termo "exoesqueleto" soa um pouco técnico para os não iniciados. O que é que lhe está subjacente?

Um exoesqueleto é um sistema de assistência que é usado diretamente no corpo. Alivia o sistema músculo-esquelético, fornecendo-lhe um suporte de força adicional. Os nossos músculos e articulações foram concebidos para movimentos dinâmicos, como caminhar. No entanto, se alguém tiver de levantar repetidamente cargas pesadas ou manter o sistema músculo-esquelético numa posição quase imóvel durante muito tempo, os músculos podem ficar rapidamente exaustos. Isto pode representar um risco de lesão. Os exoesqueletos contrariam esta situação.

De onde vem esta ajuda energética? Os exoesqueletos são alimentados por um motor?

Por vezes sim, por vezes não, existem sistemas passivos e activos. Os exoesqueletos industriais mais utilizados funcionam de forma passiva. Possuem molas ou expansores que estão sob tensão mecânica e libertam a sua energia quando o corpo assume determinadas posturas. Por conseguinte, durante certos movimentos, aumentam automaticamente a força que, de outro modo, teria de ser fornecida apenas pelos músculos do corpo. Certas zonas do corpo são assim especificamente apoiadas e aliviadas. Existem outras diferenças nesta categoria: alguns sistemas têm conchas duras, por exemplo, enquanto outros consistem quase exclusivamente em tiras e suportes elásticos. Estes últimos são conhecidos como exoesqueletos macios ou - para utilizar o termo internacional - "exosuits". No entanto, há também um número crescente de sistemas activos que são operados eletricamente.  

Quando é que um sistema faz sentido?

Depende. Se as medidas técnicas ou uma mudança nos processos de trabalho já não forem suficientes para proporcionar um alívio adequado a uma pessoa no local de trabalho, os exoesqueletos podem ser uma boa opção adicional, independentemente de serem activos ou passivos. No entanto, os exoesqueletos activos podem ser particularmente úteis se for necessário um maior nível de esforço para uma tarefa ou se o nível de apoio necessário variar de pessoa para pessoa. O exoesqueleto pode ser ajustado com muito mais precisão às necessidades da pessoa ou a uma atividade específica. Por exemplo, se os pesos variam muito, como quando é necessário deslocar pacotes que pesam entre dois e 25 quilos, o apoio fornecido pelos sistemas activos pode ser adaptado em conformidade. Aliás, parte da nossa investigação está também a centrar-se muito intensamente nestes requisitos.

Diz que os exoesqueletos apoiam sempre determinadas zonas do corpo. Então existem diferentes variantes consoante a pessoa trabalhe mais com os braços ou mais com as pernas, por exemplo?

Sim, embora a maior parte dos exoesqueletos seja concebida para manter a parte superior do corpo direita e erecta - são os "exoesqueletos para as costas" - ou para aliviar a carga dos braços durante as actividades aéreas - são os "exoesqueletos para os ombros". Existem também sistemas para a força do pescoço, dos polegares e das mãos.

Que tipo de trabalho suportam os sistemas das costas e dos ombros?

Os sistemas para as costas são utilizados quando é necessário levantar ou depositar componentes ou contentores pesados, ou quando alguém tem de trabalhar numa posição inclinada para a frente durante longos períodos de tempo. Um campo de aplicação típico dos exoesqueletos para as costas é a logística, por exemplo, como já foi explicado para os sistemas activos, em que as pessoas têm frequentemente de levantar e transportar pacotes pesados. Os exoesqueletos para os ombros, por outro lado, ajudam nas actividades em que os braços são mantidos levantados durante longos períodos, por exemplo, durante trabalhos de montagem ou de soldadura (→ ver vídeo).

Quando é que um exoesqueleto é considerado "bem sucedido" e o que é que tem de cumprir?

 Os utilizadores diriam: O exoesqueleto deve, idealmente, pesar quase nada, não ser percetível quando usado, não ser restritivo e ainda fornecer o máximo de apoio possível. Isto soa como o proverbial "pau para toda a obra" que ainda está para ser inventado. Por razões técnicas, é claro que não é possível realizar isto na perfeição - por isso, são sempre necessários alguns compromissos. É por isso que existem atualmente mais de 100 exoesqueletos diferentes no mercado: Nenhum deles é perfeito, mas cada um resolve muito bem problemas e aplicações muito específicos para utilizadores específicos. Isto significa, por sua vez, que deve encontrar o exoesqueleto mais adequado para cada caso.

Assim, os exoesqueletos já estão disponíveis em muitas versões diferentes e para quase todas as aplicações. Não poderão também ser interessantes para as pessoas para as quais o foco é menos a prevenção de lesões e mais a função de apoio - por outras palavras, para as pessoas com uma deficiência física?

É uma ideia muito boa. Os exoesqueletos podem, de facto, apoiar as pessoas com deficiência na sua vida profissional e, por vezes, até permitir a sua participação. Os fabricantes de exoesqueletos também reconheceram este facto, ou seja, que os sistemas oferecem uma oportunidade completamente diferente fora das aplicações industriais. Na minha opinião, as pessoas com deficiências físicas adquiridas ou congénitas poderão certamente beneficiar muito com isto no futuro - e, em alguns casos, poderão voltar a trabalhar ou fazê-lo mais facilmente.

Conhece algum exemplo em que isso já aconteça?

Sim, na feira Rehacare tivemos uma apresentação no nosso simpósio "Assistência técnica e reabilitação profissional", que era sobre um funcionário de um museu que tem uma doença neurológica. O seu trabalho é fazer tesouras de forma tradicional. No museu, as máquinas utilizadas para o efeito estão listadas. As modificações técnicas para facilitar o seu trabalho estão, portanto, fora de questão. Há mais de um ano que utiliza um exoesqueleto no seu trabalho, que apoia a sua mão e o ajuda a compensar a sua falta de força neurológica. Segundo ele, isto permite-lhe realizar o seu trabalho melhor, durante mais tempo e, acima de tudo, sem dores. O museu mantém assim um funcionário valioso - e ele próprio pode continuar a fazer o seu trabalho.

Fonte: Exoesqueletos explicados de forma simples: Apoio físico no trabalho e na vida quotidiana (com vídeo) - Vida profissional inclusiva (lwl.org) (17.10.2022)