Exoesqueletos robóticos para recuperar el equilibrio
Mantener el equilibrio sin caerse puede ser muy complicado para los más mayores, pacientes con lesiones medulares o trabajadores que realizan tareas difíciles y agotadoras. Esto se hace patente en la industria de la construcción, en el levantamiento de cargas pesadas, en los rescates de montaña o simplemente al moverse si se posee alguna discapacidad física. Los exoesqueletos disponibles y sus desventajas El proyecto financiado con fondos de la Unión Europea BALANCE (Balance Augmentation in Locomotion, through Anticipative, Natural and Cooperative control of Exoskeletons) investigó y diseñó exoesqueletos que ayudan a estar de pie y a andar que evitan caídas. «Esperamos utilizarlo en rehabilitación y en el ámbito del apoyo avanzado a los mayores y, por supuesto, en todas las situaciones donde sea necesario no caerse y conservar el equilibrio», declara el Dr. Jan Veneman, coordinador del proyecto. Los exoesqueletos de última generación se utilizan para ofrecer movilidad durante cortos periodos de tiempo a pacientes con lesiones de la médula espinal. Los exoesqueletos sujetan el peso en la pierna que toca el suelo y genera movimientos pendulares en la pierna que se mueve. No obstante, no poseen sistemas para controlar la postura o mantener el equilibrio. En estos casos se evitan caídas mediante muletas, barras de apoyo, arneses o incluso asistencia humana. Los sistemas de BALANCE y la robótica de última generación La principal baza de la investigación de BALANCE fue la medición del control del equilibrio humano y cómo aplicarlo a sistemas robóticos. Sus algoritmos incluyen la pérdida de equilibrio tal y como se mide en tiempo real durante el movimiento. Mediante dispositivos robóticos nuevos que empujan a humanos en una dirección concreta se midieron los componentes del control del equilibrio y cómo se alcanza. La investigación también modeló el equilibrio humano y el modo en el que se reacciona al apoyo al movimiento. Esta labor condujo a la creación de métodos nuevos en los que el exoesqueleto no ofrece resistencia al usuario (control de transparencia) y donde la rotación de la cabeza pone en marcha un giro en la posición del exoesqueleto. En un primer momento, los investigadores utilizaron un exoesqueleto para respaldar los pasos reactivos a empujes al mantenerse de pie y andar. Una de las desventajas de los sistemas ponibles actuales de captura del movimiento es que las estructuras metálicas y los componentes eléctricos distorsionan el movimiento. BALANCE participó en una colaboración para perfeccionar un traje ponible de captura del movimiento para que fuera resistente a las distorsiones magnéticas y así superar este problema. Desde el laboratorio al exoesqueleto robótico cooperativo con humanos La lucidez de los investigadores del proyecto fue fundamental para el exoesqueleto EMY codesarrollado en colaboración con otros proyectos que sufrieron retrasos importantes. Se impuso una estrategia de mitigación mediante la que se replanteó al completo la segunda parte del proyecto y el uso de LOPES II y BAR-TM. Desarrollado por otros miembros del consorcio, LOPES II es un exoesqueleto basado en una cinta andadora y BAR-TM es un robot de apoyo pélvico. Al traspasar los resultados de BALANCE al centro de rehabilitación, estos se utilizaron para evaluar y entrenar en equilibrio en pacientes de ictus mediante dispositivos robóticos desarrollados en la investigación de BALANCE. El proyecto también contribuyó a la creación de varias iniciativas derivadas como European Network on Wearable Robots, estándares de seguridad para la ISO (Organización Internacional de Normalización) y la CEI (Comisión Electrotécnica Internacional) para aplicaciones médicas y de asistencia personal de exoesqueletos, y la creación de una red de evaluación comparativa en Europa. «Se han dado pasos concretos hacia la comercialización y se han obtenido patentes para tres tecnologías, el traje de captura del movimiento inmune al magnetismo, los algoritmos para medir la calidad del equilibrio en tiempo real y BAR para la evaluación del equilibrio y su enseñanza en rehabilitación de pacientes de ictus», explicó el Dr. Veneman. «Ahora que ha finalizado el proyecto, cada socio procederá al desarrollo de sus propias contribuciones al proyecto BALANCE». En relación al futuro de este ámbito de la robótica en rápida expansión, el Dr. Veneman concluyó: «El objetivo es que el exoesqueleto coopere sin trabas con el usuario humano».
Palabras clave
BALANCE, equilibrio, exoesqueleto robótico, caída, rehabilitación
