Las sillas de ruedas de próxima generación podrían incorporar brazos robóticos controlados por el cerebro y motores complementarios rentables para ayudar a las personas con discapacidades a realizar más fácilmente las tareas diarias o desplazarse por la ciudad.

El profesor Nicolás García-Aracil de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, España, ha desarrollado una silla de ruedas automatizada con un brazo robótico exoesqueleto para usar en casa, como parte de un proyecto llamado AIDE.

Utiliza inteligencia artificial para extraer información relevante del usuario, como su comportamiento, intenciones y estado emocional, y también analiza su entorno ambiental, él dice.

El sistema, que se basa en un exoesqueleto de brazo unido a una silla de ruedas robotizada, está diseñado para ayudar a las personas que viven con diversos grados y formas de discapacidad a realizar funciones diarias como comer, Bebiendo, y lavarse, solos y en casa. Mientras el usuario se sienta en la silla de ruedas, usan el brazo robotizado para ayudarlos a agarrar objetos y acercarlos, o como todo el sistema está conectado al sistema domótico, pueden pedirle a la silla de ruedas que se mueva en una dirección específica o que entre en una habitación en particular.

Sus ruedas mecánicas están hechas para moverse en espacios estrechos, ideal para uso doméstico, y el sistema puede controlar el entorno de forma remota, por ejemplo, encender y apagar las luces, usar la televisión o hacer y contestar llamadas telefónicas. Y lo que es más, puede anticipar las necesidades de la persona.

"Podemos entrenar algoritmos de inteligencia artificial para predecir lo que el usuario quiere hacer, ", dijo el profesor García-Aracil." Quizás el usuario está en la cocina y quiere una bebida. El sistema proporciona sus opciones (en un monitor) para que puedan controlar el exoesqueleto para levantar el vaso y beber ".

Sistema multimodal

La tecnología no es simple. Además del brazo robótico del exoesqueleto unido a la silla de ruedas robótica, la silla tiene un pequeño monitor y utiliza varios sensores, incluyendo dos cámaras para reconocer el medio ambiente, control de voz, gafas de seguimiento ocular para reconocer objetos, y sensores que capturan la actividad cerebral, movimientos oculares y señales de los músculos.

Dependiendo de las necesidades y discapacidades de cada persona, los múltiples dispositivos se utilizan en consecuencia. Por ejemplo, alguien con una discapacidad grave, como una lesión de la médula espinal cervical, que de otro modo no podría utilizar el control por voz, podría utilizar los sensores de actividad cerebral y movimiento ocular combinados.

El usuario lleva una gorra en la cabeza. lleno de electrodos, para registrar la actividad del cerebro que controla el movimiento de la mano del exoesqueleto, explica el Prof. García-Aracil. Entonces, cuando el usuario se ve a sí mismo cerrando la mano sobre un objeto, por ejemplo, el brazo del exoesqueleto realmente lo hace por ellos. Esta tecnología se llama interacción cerebro-neural-computadora (BNCI), donde la actividad cerebral, así como muscular, se puede registrar y utilizar para interactuar con un dispositivo electrónico.

Pero el sistema a veces puede cometer errores, por lo que hay una señal de aborto, dice el Prof. García-Aracil. "Usamos el movimiento horizontal del ojo, así que cuando mueves los ojos hacia la derecha, desencadena una acción, pero cuando mueves los ojos hacia la izquierda abortas esa acción, " el explica.

El prototipo AIDE fue probado con éxito el año pasado por 17 personas con discapacidades, incluida la lesión cerebral adquirida (LCA), esclerosis múltiple (EM), y lesión de la médula espinal (SCI), en la Cedar Foundation en Belfast, Irlanda del Norte. Su uso también se demostró en la UMH de Elche, con el usuario pidiendo que lo lleven a la cafetería, luego pidiendo un trago, y beberlo con la ayuda del brazo exoesquelético.

Ahora es necesario realizar más trabajo para que el sistema sea más fácil de usar, más barato y listo para el mercado, dice el Prof. García-Aracil.

Pero no son solo las nuevas sillas de ruedas de alta tecnología las que pueden aumentar la funcionalidad para los usuarios. Los investigadores del proyecto FreeWheel están desarrollando una forma de agregar unidades motorizadas a las sillas de ruedas existentes para mejorar su utilidad en áreas urbanas.

"Los diferentes entornos tienen diferentes desafíos, "dijo la coordinadora del proyecto Ilaria Schiavi en IRIS SRL en Turín, Italia. Por ejemplo, alguien con una silla de ruedas puede tener dificultades para subir o bajar cuestas sin asistencia física mientras está al aire libre. Pero este sistema podría permitir a las personas que usan sillas de ruedas tener una experiencia automatizada en silla de ruedas, independientemente de si están en interiores o al aire libre. ella dice.

Arrendable

Las unidades motorizadas se conectarían a sillas de ruedas manuales que las personas ya tienen para ayudarlas a moverse con mayor facilidad e independencia. Schiavi explica. Estos pueden alquilarse por períodos cortos de tiempo y adaptarse según la ubicación (un ambiente interior o exterior) o comprarse, en cuyo caso estaría completamente personalizado para el individuo.

Los investigadores también están desarrollando una aplicación para el usuario que incluiría servicios como pedir un dispositivo a medida para conectar la silla de ruedas y la unidad, reservando la unidad, controlarlo, y planificar un viaje dentro de las áreas urbanas para ir de compras o hacer turismo.

"Tienes aplicaciones de movilidad que te permiten reservar coches, por ejemplo. Nuestra aplicación permitirá que el propietario de una silla de ruedas se suscriba primero al servicio, que incluiría la compra de una interfaz personalizada para usar entre su propia silla de ruedas y la unidad de motorización que han reservado, "dijo Schiavi.

"Una sencilla interfaz personalizada permitirá a los usuarios de sillas de ruedas motorizar su dispositivo exacto, como lo usan ellos, a un costo razonable ".

La personalización es posible gracias a las tecnologías de fabricación aditiva (AM), ella dice. Las tecnologías AM construyen objetos 3-D agregando materiales, como metal o plástico, capa por capa.

Schiavi y sus colegas están explorando varios usos para las unidades motorizadas y el próximo año, el equipo planea probar este sistema con personas con movilidad reducida tanto en Grecia como en Italia. Ellos esperan que una vez desarrollado, estarán disponibles como bicicletas urbanas en espacios públicos como atracciones turísticas o centros comerciales.