Avanços emocionantes do exoesqueleto para pessoas com problemas de mobilidade

A introdução de tecnologias inovadoras conduziu a rápidas melhorias nas soluções de engenharia e de cuidados de saúde. Uma melhoria notável é o desenvolvimento de vários tipos de exoesqueletos para restaurar a função e a mobilidade de pessoas com doenças neurológicas, como lesões da espinal medula e acidentes vasculares cerebrais.As teses centrais:

• Os exoesqueletos mais pequenos e mais leves contribuem para um movimento eficiente e uma maior estabilidade.
• Os exoesqueletos controlados por inteligência artificial conduzirão a uma melhor qualidade de movimento e permitirão ao utilizador realizar o maior número possível de movimentos.
• Os exoesqueletos com capacidades de recolha de energia permitem ao utilizador mobilizar-se durante o tempo que desejar.

Apesar dos progressos realizados neste domínio, há sempre espaço para melhorias. Com isto em mente, várias equipas em todo o mundo estão a trabalhar para desenvolver exoesqueletos mais pequenos, mais leves, que utilizem inteligência artificial e que sejam auto-alimentados.

As limitações de mobilidade podem ser incrivelmente frustrantes e debilitantes para as pessoas com determinadas doenças neurológicas. A utilização de exoesqueletos permite-lhe mais movimento e independência. Continue a ler para saber mais sobre os últimos avanços na tecnologia de exoesqueletos.

De exoesqueletos robóticos duros a macios

A atual geração de exoesqueletos é constituída principalmente por material rígido e estruturas rígidas. Embora o exoesqueleto rígido seja aplicável em ambientes industriais e a estrutura rígida seja necessária para manter a sua integridade estrutural, também traz vários desafios. Por exemplo, os exoesqueletos tornam-se enormes e muito pesados, o que dificulta a sua utilização eficaz por doentes com doenças neurológicas. Além disso, o exoesqueleto atual apresenta desvios biomecânicos em relação à anatomia humana normal. Isto conduz frequentemente a problemas ergonómicos (por exemplo, má postura), que podem colocar o doente em maior risco de desenvolver problemas médicos relacionados com a paralisia dos membros (por exemplo, dores lombares).

O Harvard Biodesign Lab, juntamente com os seus colaboradores internacionais, procurou resolver estas limitações através do desenvolvimento de uma nova geração de exoesqueletos robóticos macios. Este exoesqueleto de nova geração consiste numa articulação controlada eletricamente ligada a uma manga de suporte macia que é fixada ao membro com tiras de nylon. Tem também um sistema integrado de sensores digitais e câmaras de alta resolução que registam o percurso, a eficiência e a velocidade do movimento do membro. Este sistema permite aos médicos recolher dados que podem monitorizar o progresso do doente durante a reabilitação física.

Outras vantagens dos exoesqueletos robóticos macios incluem:

• Fácil
• Tamanho mais pequeno
• Transmissão de movimento eficiente
• Apoio mecânico eficaz
• Melhoria da estabilidade durante as tarefas funcionais

O exoesqueleto robótico macio está atualmente a ser submetido a testes rigorosos e a novos desenvolvimentos, prevendo-se que esteja pronto para ser utilizado num ambiente de reabilitação em 2023.

Exoesqueletos para a produção de energia

Os modelos actuais de exoesqueletos activos são alimentados por eletricidade ou por uma bateria. Embora os exoesqueletos eléctricos tenham um longo tempo de funcionamento, a sua principal limitação é que só podem ser utilizados em espaços confinados, uma vez que estão ligados a uma fonte de energia através de cabos. Os exoesqueletos alimentados por bateria oferecem aos utilizadores a liberdade de se moverem para onde quiserem, mas têm uma duração de bateria relativamente curta.

Yunde Shi e os seus colegas da Southeast University, na China, estão a abordar estas limitações através do desenvolvimento de um exoesqueleto robótico leve e macio com capacidade de recolha de energia. O dispositivo é constituído por um suporte para a anca (ao qual estão ligados o conversor de energia, as baterias e o controlador), um exoesqueleto para os membros inferiores e cabos de transmissão que ligam as duas partes. O exoesqueleto recolhe energia convertendo a energia cinética gerada pelo movimento das suas articulações em energia eléctrica que o alimenta continuamente enquanto o utilizador estiver em movimento. Isto permite ao utilizador mobilizar-se para onde quiser durante um período de tempo mais longo. Os resultados preliminares mostram que a utilização deste exoesqueleto gera 3,2 watts de energia eléctrica e reduz a ativação dos músculos da coxa em cerca de 10 %. Globalmente, estas medidas aumentam a eficiência e contribuem para a sustentabilidade a longo prazo.

Exoesqueleto de inteligência artificial

Outra área em que os programadores estão atualmente a concentrar-se é a melhoria da qualidade e o aumento do número de movimentos que o utilizador pode executar naturalmente com a ajuda de um exoesqueleto. Os modelos actuais de exoesqueletos alimentados por bateria consistem num relógio com controlo remoto em que o utilizador selecciona o tipo de movimento que pretende executar (a partir de uma lista de movimentos pré-programados) e o fato executa o movimento por ele. Por exemplo, se selecionar uma opção de ficar de pé, o fato ajuda automaticamente o utilizador a pôr-se de pé. Este modelo é limitado porque o utilizador não pode executar movimentos que não estejam pré-programados no dispositivo.

A equipa da AiBle está a trabalhar para ultrapassar estas limitações através do Utilização de sistemas de inteligência artificial para controlar os exoesqueletos para corrigir . O projeto introduz vários sensores novos que detectam a intenção de movimento e enviam dados para uma plataforma baseada na nuvem para melhorar a formação de algoritmos inteligentes. Após um treino bem sucedido, o exoesqueleto executa movimentos que o utilizador pretende. Além disso, o exoesqueleto mede o nível de apoio ao movimento de que o utilizador necessita em diferentes fases da reabilitação física. Esta funcionalidade facilita a reabilitação graduada e progressiva até que o doente atinja um nível de função mais elevado.

Os exoesqueletos inovadores resolvem muitos dos desafios prementes que as pessoas com deficiência enfrentam frequentemente. Os dias em que uma pessoa paralisada estaria condenada a uma incapacidade para toda a vida estão lentamente a tornar-se uma coisa do passado, o que é empolgante. Os aperfeiçoamentos em curso destinam-se a melhorar ainda mais a funcionalidade, a mobilidade e a qualidade de vida dos doentes.

Fonte: Avanços emocionantes do exoesqueleto para pessoas com problemas de mobilidade | Notícias de saúde (healthnews.com) (30.12.2022)