El futuro de la asistencia para caminar podría no provenir de un bastón o un andador, sino de un par de botas robóticas de exoesqueleto.
Esa es la visión de los investigadores del Laboratorio de Biomecatrónica de la Universidad de Stanford, que han desarrollado su primer exoesqueleto sin ataduras diseñado para dar a las personas un impulso motorizado a su paso mientras caminan. He venido a Stanford para CNET que futuro Serie de videos para poner a prueba los exoesqueletos (literalmente) y ver si mi caminata rápida puede ser potenciada, estilo superhéroe.
Patrick Slade, el becario postdoctoral detrás del diseño del exoesqueleto, me ha dado muchas esperanzas en ese frente.
Un primer plano del exoesqueleto de tobillo portátil, desarrollado por el Laboratorio de Biomecatrónica de la Universidad de Stanford.
Kurt Hickman/Universidad de Stanford
«Este es el Iron Man del mundo real», dice. «Básicamente es un zapato motorizado… Al reemplazar la función de la pantorrilla con un motor, realmente podemos impulsar su paso y ayudarlo a caminar con más facilidad y rapidez».
El exoesqueleto se ajusta a su pie con un zapato normal (aunque uno equipado con sensores), que se sujeta a la pantorrilla a través de una abrazadera de fibra de carbono y cables. Mientras camina, un motor detrás de la pantorrilla enrolla un cable conectado al zapato, lo que le permite levantarse del suelo más fácilmente.
Pero el secreto adicional de este exoesqueleto es que aprende la forma en que caminas, cuanto más tiempo lo usas. Un sistema de aprendizaje automático integrado en cada bota recibe información de los sensores del exoesqueleto para comprender cómo se mueve el tobillo y cuándo el pie hace contacto con el suelo. Luego adapta el motor y la potencia para personalizar el elevador a su modo de andar.
Este «emulador de exoesqueleto» permite a los investigadores de Stanford realizar pruebas de movimiento utilizando diferentes parámetros sin tener que construir exoesqueletos individuales para probar cada cambio de diseño.
Juan Kim/CNET
Ese sistema de aprendizaje automático se desarrolló con la ayuda de «emuladores de exoesqueleto» en el Laboratorio de Biomecatrónica. Estos sistemas son esencialmente grandes exoesqueletos instalados de forma permanente sobre cintas de correr en el laboratorio, lo que permite a los investigadores probar diferentes iteraciones de diseño, sin tener que construir prototipos físicamente.
«Puede pensar en esto como un sistema de realidad virtual para sus piernas», dice Steve Collins, profesor asociado de ingeniería mecánica en Stanford y líder del laboratorio. «Programamos en el dispositivo que pensamos que podría ayudar a una persona, ponemos el emulador, sienten cómo sería caminar con ese dispositivo. Y luego, si ayuda… refinamos el diseño. Si no es así t, luego nos deshacemos de eso y probamos algo nuevo».
Pero probar en un laboratorio es una cosa, probar en el mundo real es un juego de pelota completamente diferente. Me dirigí al campus de Stanford con Patrick Slade para poner a prueba las botas exo. Después de atarme los zapatos, colocarme las abrazaderas para las piernas y colocarme la batería alrededor de la cintura, estaba lista para partir.
Probando las botas de exoesqueleto en el campus de la Universidad de Stanford.
Juan Kim/CNET
En solo dos o tres pasos, podía sentir los motores en mis piernas ponerse en marcha y comenzar a levantarme del suelo. Me sentí menos como Iron Man (sin volar al espacio todavía) y mucho más como si hubiera un robot controlando mis pies.
No había duda de que tenía un resorte en mi paso. Pero el problema de acostumbrarse a estos exoesqueletos no estaba en la máquina, estaba en mí. Mi cerebro lo hizo más difícil de lo que pensé que sería. Al igual que un tirón de un músculo en la pierna puede hacer que cambies inconscientemente la forma en que caminas mientras ajustas tu modo de andar para compensar, mis piernas y mi cerebro no sabían qué hacer con esta nueva ayuda repentina. Empecé a caminar un poco como un robot. Me sentí como Jack Donaghy en 30 Rock cuando de repente olvida cómo moverse como una persona normal.
Según Patrick Slade, aunque el exoesqueleto es rápido de aprender, los humanos tardan más. Los pacientes y los sujetos de prueba normalmente reciben capacitación en el laboratorio, y sus cuerpos y cerebros normalmente tardan algunas horas en adaptarse a la asistencia. Estaba acelerando esto en menos de una hora.
Aún así, podía sentir absolutamente la diferencia. Y el mayor cambio se produjo cuando apagué las botas. De repente, mis piernas se sintieron como un peso muerto, como si hubiera salido de una piscina y hubiera pasado de la ingravidez a sentir toda la fuerza de la gravedad.
Al probar estos prototipos en el espacio de una tarde, obtuve una visión real de cuánto podría marcar la diferencia esta investigación. Slade y el equipo esperan que este tipo de dispositivos de asistencia, dispositivos portátiles de alta tecnología que se adaptan a los usuarios, puedan ayudar a los pacientes de edad avanzada o aquellos con dificultades para caminar a obtener nuevos niveles de movilidad que se adapten perfectamente a sus necesidades.
Para ver los exoesqueletos en acción, consulte el episodio de esta semana de What the Future, en la parte superior de este artículo.