Los científicos han revelado una bota de exoesqueleto que permite al usuario caminar un 9 por ciento más rápido que con zapatos normales y con un 17 por ciento menos de esfuerzo.
Creado en la Universidad de Stanford, el calzado robótico viene con un motor que funciona con los músculos de la pantorrilla para darle al usuario un empujón extra con cada paso.
El motor sincronizado con precisión controla la bota para que imparta un «torque», una fuerza de torsión que puede provocar la rotación alrededor de un eje, en la articulación de la pierna.
La nueva creación podría ser ampliamente utilizada en la vida cotidiana, por ejemplo, por personas con problemas de movilidad o con trabajos físicamente exigentes.
Creado en Stanford, el calzado robótico viene con un motor que funciona con los músculos de la pantorrilla para darle al usuario un empujón extra con cada paso.
La ‘bota’ del exoesqueleto puede adaptarse al usuario para ayudar a las personas a caminar más rápido y de manera más eficiente en condiciones del mundo real. En la imagen, Ava Lakmazaheri, estudiante de la Universidad de Stanford, probando el exoesqueleto.
La configuración consiste en una ‘bota’ de exoesqueleto que se usa en cada tobillo y un paquete de baterías alrededor de la cintura (no se muestra en la imagen)
La bota ha sido descrita en un nuevo estudio dirigido por expertos del Laboratorio de Biomecatrónica de Stanford en California y publicado hoy en Naturaleza.
«Hay una serie de poblaciones clínicas a las que esperamos ayudar, incluidos los adultos mayores, las personas con debilidad muscular por una variedad de afecciones, como un accidente cerebrovascular, y recuperaciones de lesiones específicas como la distensión del tendón de Aquiles», dijo el autor del estudio, Patrick Slade.
“Estamos comenzando a realizar estudios para explorar los beneficios de usar nuestro dispositivo con adultos mayores.
«En general, los adultos mayores tienen pérdida de masa muscular, caminan más lentamente y requieren más esfuerzo para caminar a la misma velocidad que las personas más jóvenes, por lo que estamos entusiasmados con la posibilidad de ayudar a revertir estas tendencias».
La configuración consiste en una ‘bota’ de exoesqueleto que se usa en cada tobillo y un paquete de baterías alrededor de la cintura.
Cada bota incluye sensores para monitorear el movimiento, un motor para producir ‘torques de asistencia’, un marco de fibra de carbono y aluminio, y un zapato y una correa para la pantorrilla para transferir fuerzas al cuerpo.
Los ingenieros utilizaron un modelo de aprendizaje automático para desarrollar su bota de exoesqueleto sin ataduras, que se puede personalizar para adaptarse a las necesidades del usuario.
El modelo puede evaluar cómo los dispositivos de exoesqueleto afectan la marcha en función de la información (como el ángulo del tobillo y la velocidad) recopilada por los sensores para ajustar el dispositivo de modo que se adapte mejor a las características de marcha del usuario individual.
Las pruebas mostraron que el uso del dispositivo condujo a un aumento del 9 por ciento en la velocidad al caminar con un 17 por ciento menos de energía gastada por distancia recorrida, en comparación con caminar con zapatos normales.
El equipo dijo que la bota podría ayudar a las personas con problemas de movilidad a «moverse por el mundo como quieran».
a) Un participante caminando en un entorno comunitario usando el exoesqueleto. b, el exoesqueleto consta de (1) un paquete de baterías que se lleva en la cintura, (2) un motor, un tambor y una transmisión de cuerda para producir pares de asistencia, (3) componentes electrónicos para recibir datos del sensor, comandar el motor y realizar la optimización, (4 ) un marco de fibra de carbono y aluminio para transmitir fuerzas, y (5) un zapato y (6) una correa de pantorrilla para transferir fuerzas al cuerpo
El ahorro de energía y el aumento de velocidad fueron equivalentes a quitarse una mochila de 9,2 kg, dijeron los investigadores.
En un futuro cercano, los investigadores planean desarrollar variaciones del dispositivo que puedan usarse para ayudar a mejorar el equilibrio y reducir el dolor en las articulaciones.
Su objetivo es trabajar con socios comerciales para convertir sus botas de exoesqueleto en un producto vendible.
«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 para vivir vidas activas, independientes y significativas», dijo Slade.
Los exoesqueletos que ayudan al movimiento de las piernas, al aumentar la velocidad al caminar y reducir la energía requerida, pueden ser útiles para las personas con problemas de movilidad o con trabajos físicamente exigentes.
Carlos Rodríguez-Guerrero, investigador de mecánica en KU Leuven en Bélgica, que no participó en el estudio, lo calificó como un «enfoque innovador».
El aumento de la simplicidad que ofrece el método de Slade y sus colegas es un paso inspirador en el campo de la robótica portátil”, dijo en un artículo adjunto de News & Views en la nueva edición de Nature.
«Queda por ver si el enfoque de los autores se puede aplicar a movimientos más complejos, como alcanzar, una tarea que es mucho menos predecible que caminar, con un exoesqueleto construido para mejorar un brazo humano».
