Olvídate de Iron Man: estos trajes son el futuro de exoesqueletos robóticos
Recientemente se les dio la oportunidad a unos niños con una enfermedad neurológica rara de caminar por primera vez gracias a un nuevo exoesqueleto robótico. Estos dispositivos – que esencialmente son trajes robóticos que proveen movimiento artificial a la articulación del usuario – se volverá una manera común de ayudar a personas que no pueden usar sus piernas para caminar. Pero si bien los exoesqueletos de hoy en día son un poco toscos y pesados, la nueva tecnología podría hacerlos más fácil de usar al crear una piel robótica.
Los exoesqueletos han estado en desarrollo desde los años 1960. El primero era un conjunto de piernas y guantes que podrían recordar a un superhéroe, Iron Man, diseñado para usar energía hidráulica para ayudar a los trabajadores industriales a cargar cientos de kilogramos de peso. No funcionó, pero desde entonces otros diseños han sido usados exitosamente para aumentar la fuerza de las personas, para ayudarlos a usar de nuevo sus articulaciones, o incluso como una manera para interactuar con computadoras de manera táctil o “háptica”.
Estos dispositivos usualmente consisten de una cadena de enlaces y uniones que se alinean con los propios huesos y articulaciones del usuario. Los enlaces están asegurados a los miembros del usuario y cuando se activan las articulaciones causan que sus propias articulaciones flexionen. El control del exoesqueleto se puede hacer por computadora – por ejemplo si está realizando una rutina de fisioterapia – o al monitorear la actividad eléctrica en los músculos del usuario y luego amplificar la fuerza que están creando.
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Pesado y doloroso
Pero a pesar de que ha pasado medio siglo de investigación, los exoesqueletos aún no son ampliamente usados. Esto se debe mucho a que son muy incomodos de usar por largos periodos de tiempo, ya que los cuerpos de los individuos difieren de la “talla” de la estructura del traje. Algunos exoesqueletos están diseñados para ajustarse mejor al cuerpo del usuario, pero si las articulaciones robóticas y las articulaciones reales del usuario no rotan en exactamente la misma posición puede producir un movimiento poco natural, causando incomodidad o dolor.
Otro problema, especialmente con exoesqueletos de la parte superior del cuerpo, es lo pesado que son, usualmente por los fuertes materiales necesitados para soportar el peso del cuerpo y los poderosos actuadores que mueven las articulaciones. Los trajes actuales tampoco están diseñados para soportar cambios de temperatura o lluvia, lo que los hace difícil de usar en el mundo real. Y su apariencia, que no ha sido la principal preocupación de los diseñadores, pero a la gente le importa.
Prototipo de guante de exoesqueleto suave.
Para hacer que los exoesqueletos sean más prácticos y atractivos, necesitamos innovaciones para hacerlos como una “segunda piel” y no un traje robótico gigante. Los exoesqueletos típicamente usan motores eléctricos pesados, pero actuadores ligeros como músculos neumáticos ahora están siendo considerados. Estos pueden producir fuerzas similares a los motores eléctricos pero a una fracción del peso.
Robótica suave al tacto
Sin embargo, incluso estos actuadores de menor peso necesitan ser adheridos a una estructura mecánica rígida montada al cuerpo del usuario. Steve Daivis y sus colegas del Centro de Sistemas Autónomos y Robótica de la Universidad de Salford están desarrollando otra alternativa: robótica suave. Esta tecnología usa materiales avanzados físicamente suaves para llevar a cabo tareas similares a los dispositivos rígidos tradicionales.
Recientemente desarrollaron un nuevo “actuador continuo suave”, una articulación que se dobla como una trompa de elefante. A diferencia de la articulación rígida tradicional, si encuentra resistencia en una parte de su cuerpo igual se doblará pero en un lugar diferente. Al equipar el traje con estos actuadores, pueden crear un exoesqueleto suave que se dobla en el lugar preciso de la articulación del usuario. Esto significa que el traje será cómodo para muchos usuarios sin la necesidad de ajustes mecánicos o calibración. Además, el sistema es de peso ligero y se puede usar como prenda.
Los exoesqueletos ahora están siendo comercializados y probablemente veamos más de estos en los próximos años. En el 2012, una mujer paralizada incluso completó la Maratón de Londres usando uno. Pero aún existen desafíos de ingeniería antes de que podamos ver el uso extendido de estos sistemas.
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