¿Podría la respuesta a los problemas de movilidad algún día ser tan fácil como ponerse un pantalón? Un equipo de investigación dirigido por el profesor Jonathan Rossiter de la Universidad de Bristol ha presentado recientemente un prototipo de pantalón robótico que esperan que pueda ayudar a algunas personas discapacitadas a caminar sin otra ayuda.

Como ingeniero que investiga formas de ayudar a las personas con lesiones de la médula espinal a mover sus extremidades nuevamente, Soy muy consciente de cómo la pérdida de movilidad puede afectar la calidad de vida de una persona, y cómo puede ayudar restaurar ese movimiento. Dado el asombroso número de personas con discapacidad (más de 6,5 millones de personas con problemas de movilidad solo en el Reino Unido) y nuestro envejecimiento de la población, los dispositivos que mejoran la movilidad podrían ayudar a un gran segmento de la población.

Sin embargo, a pesar de 50 años de investigación, este tipo de tecnología rara vez se ha adoptado fuera del laboratorio. Entonces, ¿está el novedoso desarrollo de pantalones robóticos en camino de llevar finalmente una tecnología de movilidad funcional al hogar?

A diferencia del dispositivo robótico rígido de la película animada de Wallace y Gromit The Wrong Trousers, los nuevos llamados "pantalones derechos" utilizan músculos artificiales suaves para crear movimiento, además de aprovechar los músculos reales del usuario. Estos imitan los músculos humanos al producir una fuerza simplemente acortándose y tirando de ambos extremos.

Al agrupar varios músculos artificiales, los pantalones de ayuda pueden mover una articulación como la rodilla, y ayudar al usuario con movimientos como levantarse de una silla. Debido a que los músculos artificiales son elásticos y blandos, son más seguros que los motores tradicionales utilizados en exoesqueletos robóticos rígidos que, aunque poderoso, están rígidos e incómodos.

Los investigadores han presentado varias ideas diferentes sobre cómo acortar los músculos artificiales y crear movimiento. Un diseño adapta el concepto de músculos del aire, que son efectivamente globos que se expanden hacia los lados y se acortan a medida que se llenan de aire.

Otro diseño propuesto utiliza electricidad para acortar un músculo artificial hecho de un gel colocado entre dos placas de cobre. El gel es atraído por áreas de alto voltaje eléctrico. Entonces, la creación de dos voltajes diferentes en las placas obliga al gel a contraerse alrededor de una de ellas, acercándolos y acortando el músculo.

Otra tecnología integrada en los pantalones de asistencia es la estimulación eléctrica funcional (FES). Los electrodos tejidos en los pantalones ubicados estratégicamente sobre los músculos pueden enviar impulsos eléctricos especialmente diseñados al cuerpo para secuestrar el canal de comunicación entre el cerebro y los músculos y ordenar directamente a los músculos que se contraigan. Usando los músculos existentes y sin pasar por el cerebro, los pantalones de asistencia pueden incluso controlar los músculos que los usuarios pueden tener dificultades para usar por sí mismos (por ejemplo, debido a un derrame cerebral).

Los pantalones también pueden ayudar a los usuarios que luchan por permanecer de pie durante cualquier período de tiempo gracias a las rodilleras de plástico especialmente fabricadas que se ponen rígidas cuando se enfrían. El control de la temperatura de los aparatos ortopédicos permite que la rodilla se mueva o se bloquee en su posición para mantenerse de pie sin que los músculos necesiten mucho esfuerzo (real o artificial).

Otras características incluyen un cinturón automático, utilizando un mecanismo similar a los músculos del aire, para que sea fácil y seguro ponerse y quitarse los pantalones.

Los investigadores sugieren crear un sistema electrónico integrado que reciba información sobre el movimiento y el estado del usuario a partir de sensores integrados en los pantalones. y controla todos los sistemas para adaptar los movimientos a las necesidades del usuario. La electrónica permitiría a los usuarios controlar su movimiento a través de controles tejidos directamente en los pantalones. El desafío será cronometrar el movimiento de los músculos artificiales y la estimulación eléctrica de los músculos reales en respuesta a la postura del usuario.

Desafíos restantes

Los pantalones Right son únicos en su enfoque para fusionar investigación de vanguardia y técnicas bien establecidas en un solo prototipo. Aparte de la novedad de los pantalones robóticos, lo que hace que el dispositivo sea tan atractivo como tecnología de asistencia práctica es el hecho de que se puede adaptar a muchos usuarios diferentes. Esto genera la esperanza de que pueda ser ampliamente adoptado donde otras empresas anteriores han fracasado.

Sin embargo, este es solo el prototipo. Probablemente falten al menos cinco años para un producto que funcione y se deben responder preguntas importantes para llegar a esa etapa. ¿Dónde almacenará toda la energía que necesita? ¿Cómo se pueden miniaturizar todos los sistemas e incrustarlos en los pantalones para que no se vuelvan voluminosos y difíciles de usar? ¿Puede el controlador predecir la mejor acción a tomar en medio de la complejidad siempre cambiante de los entornos reales donde los usuarios caminarán?

Sin embargo, otras tecnologías tienen el potencial de mejorar aún más los pantalones. Las interfaces cerebro-computadora que pueden decodificar las señales cerebrales se están utilizando ahora en sistemas que ayudan a las personas paralizadas a moverse nuevamente. Controlar los pantalones de ayuda con el pensamiento podría hacer que dar un paso nuevamente sin esfuerzo para muchas personas.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.