Los exoesqueletos se han limitado en gran medida al ámbito de la ficción, apareciendo en películas de ciencia ficción o de superhéroes para hacer que los personajes sean más fuertes, más altos o más destructivos (en Avatar de James Cameron , el algo aterrador traje AMP sirve como un "amplificador de un operador humano, ” pero en realidad es más como una máquina de guerra humanoide con un humano real dentro). En términos de usos en el mundo real, los exoesqueletos se han probado o desarrollado en industrias como la fabricación de automóviles , los viajes aéreos , el ejército y la atención médica ; estos son principalmente para ayudar a las personas a levantar objetos y materiales pesados.
Un nuevo exoesqueleto tiene un propósito diferente: ayudar a las personas a caminar. Desarrollado por ingenieros del Laboratorio de Biomecatrónica de Stanford, el dispositivo se describe en un artículo publicado esta semana en Nature . En pocas palabras, es una bota motorizada que da a los usuarios un impulso con cada paso que dan. Sin embargo, lo que lo distingue es que su función se adapta a cada persona que lo usa en lugar de ser estándar en diferentes alturas, pesos y velocidades de caminata.
“Este exoesqueleto personaliza la asistencia mientras las personas caminan normalmente por el mundo real”, dijo Steve Collins , profesor asociado de ingeniería mecánica que dirige el Laboratorio de Biomecatrónica de Stanford, en un comunicado de prensa . “Y resultó en mejoras excepcionales en la velocidad al caminar y la economía de energía”.
La personalización está habilitada por un algoritmo de aprendizaje automático, que el equipo entrenó usando emuladores, es decir, máquinas que recolectaron datos sobre el movimiento y el gasto de energía de los voluntarios que estaban conectados a ellas. Los voluntarios caminaron a diferentes velocidades bajo escenarios imaginarios, como tratar de tomar un autobús o dar un paseo por un parque.
El algoritmo trazó conexiones entre estos escenarios y el gasto de energía de las personas, aplicando las conexiones para aprender en tiempo real cómo ayudar a los usuarios a caminar de una manera que les resulte realmente útil. Cuando una persona nueva se pone la bota, el algoritmo prueba un patrón diferente de asistencia cada vez que camina, midiendo cómo cambian sus movimientos en respuesta. Hay una curva de aprendizaje corta, pero en promedio, el algoritmo pudo adaptarse de manera efectiva a los nuevos usuarios en solo una hora.
El exoesqueleto funciona aplicando torsión en el tobillo, reemplazando parte de la función del músculo de la pantorrilla del usuario. A medida que los usuarios dan un paso, justo antes de que los dedos de sus pies estén a punto de dejar el suelo, el dispositivo los ayuda a impulsarse. Funcionó bastante bien; en promedio, las personas caminaban un 9 por ciento más rápido de lo habitual y gastaban un 17 por ciento menos de energía. En comparaciones directas en una caminadora, el exoesqueleto proporcionó aproximadamente el doble de reducción en el esfuerzo que dispositivos similares.
Reducir el esfuerzo que se necesita para caminar no es generalmente un objetivo al que la mayoría de nosotros debería aspirar; en todo caso, los estadounidenses necesitan lo contrario. Pero el equipo que desarrolló el exoesqueleto cree que se usa para ayudar a las personas con problemas de movilidad, incluidos los ancianos o discapacitados.
"Creo que durante la próxima década veremos estas ideas de asistencia personalizada y exoesqueletos portátiles efectivos que ayudarán a muchas personas a superar los desafíos de movilidad o a mantener su capacidad de vivir vidas activas, independientes y significativas", dijo el autor del estudio e investigador de bioingeniería Patrick Slade. en el comunicado de prensa .
Dado que el exoesqueleto se encuentra actualmente en la etapa de prototipo, no llegará a una base de usuarios más amplia muy pronto. Además, hasta ahora solo se ha probado en adultos sanos de veintitantos años, por lo que sería necesario realizar nuevas pruebas y ajustes para las personas que realmente necesitan ayuda para caminar.
El equipo también planea diseñar iteraciones que ayuden a mejorar el equilibrio de los usuarios e incluso reducir el dolor en las articulaciones. Son optimistas sobre el potencial de su dispositivo. “Realmente creo que esta tecnología ayudará a mucha gente”, dijo Collins.
Fuente
singularityhub.com
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