En los últimos años, los exotrajes de asistencia mecánica, representados durante mucho tiempo en obras de ciencia ficción y películas populares, finalmente comenzaron a ver un despliegue comercial, según Aaron Young, investigador del Instituto de Tecnología de Georgia. La mayoría de estos exotrajes tienen un llamado diseño pasivo, que ayuda al usuario con elementos sin energía como resortes.

Los exotrajes activos que incorporan electrónica y motores accionados aún no se han aplicado ampliamente. Tienden a ser grandes y pesados, y dependen de exoesqueletos rígidos para transferir el peso del cuerpo al suelo. Los exoesqueletos también agregan una gran cantidad de rigidez, dijo Young. Ponerse la mayoría de los exotrajes activos es un poco como convertirse en uno con un montacargas, restringiendo al usuario a levantar pesas en un plano vertical.

Por todas estas razones, el eXosuit de espalda asimétrica de Young (ABX) descrito en la edición del 5 de octubre de IEEE Transactions on Robotics es altamente no estándar. No hay exoesqueleto, ni estructura rígida, nada que haga contacto con el suelo. Si el usuario solo está parado allí, no hace nada excepto agregar 14 libras a sus piernas. Pero si levantan su cuerpo desde una posición inclinada, hace un ruido algo frenético:ese es el sonido del ABX ayudándolos a rotar su torso, ayudándolos a torcerse.

Aunque la mayoría de los exotrajes activos admiten elevaciones verticales, los movimientos de rotación y torsión también son omnipresentes, especialmente en ciertos campos del trabajo manual, como la recolección de basura y el manejo de equipaje. En muchos casos, estos movimientos pueden ser incómodos y extenuantes, lo que provoca lesiones relacionadas con el trabajo y dolor de espalda, según Young. El dolor de espalda, a su vez, está directamente relacionado con la fuerza de las fuerzas de compresión y las fuerzas de cizallamiento que se aplican a la columna.

Al diseñar su exotraje, los investigadores buscaron una forma de reducir estas cargas en las articulaciones de la columna. Ponerlo se parece un poco a ponerse una mochila futurista. Primero se atan dos motores a la parte posterior de cada parte superior del muslo. Luego, estos motores se conectan a la parte posterior de los hombros opuestos, cada uno con su propio cable, formando dos cables que se superponen en diagonal. El exotraje brinda asistencia al aplicar tensión a los cables cuando detecta que el usuario se levanta de una postura agachada.

"Definitivamente es una sensación diferente a la de una especie de exoesqueleto estándar. No es un diseño estándar", dijo Young.

Debido a que los cables diagonales tienen un componente de movimiento que es horizontal, ejercen un tirón sobre el torso que puede ayudar a torcerlo de lado a lado. En las pruebas, los investigadores demostraron que cuando un usuario del ABX balanceaba un peso desde el suelo hacia un lado, el exotraje reducía la activación de los músculos de la espalda en un promedio del 16 %, según lo medido por sensores de electromiografía (EMG). El exotraje también proporcionó una reducción del 37 % en el esfuerzo de los músculos de la espalda cuando el usuario levantaba pesas simétricamente, directamente desde el suelo, un nivel de asistencia comparable al de diseños más rígidos.

"La gente definitivamente sintió que la tecnología los estaba ayudando, lo cual es genial. Y vimos la reducción simultánea de EMG", dijo Young. "Creo que es un gran primer paso".

En cierto sentido, usar el exotraje es casi como atar dos músculos adicionales al cuerpo:músculos no convencionales, que se extienden directamente desde la espalda hasta la pierna. Curiosamente, es la posición de estos músculos más que su fuerza bruta lo que los hace funcionales, dijo Young.

Los motores tiran de los cables con mucha menos potencia que los músculos del cuerpo. Sin embargo, los cables se colocan mucho más lejos de las uniones. A través de este posicionamiento, los cables obtienen una mayor fuerza de palanca y una ventaja mecánica, lo que permite al usuario reducir su rendimiento muscular general y, por lo tanto, la carga que ejercen sobre la columna. (La carga espinal no se midió directamente en el estudio).

Además de su desempeño general, es la naturaleza flexible y asimétrica del traje lo que realmente lo hace único, dijo Young. Actualmente no hay otros exotrajes activos que brinden asistencia para girar y rotar a través de un rango de movimiento comparable. Mientras que otros exotrajes también usan cables, ninguno los ha dispuesto a lo largo de líneas diagonales.

Young is currently seeking collaborations with industry partners to further develop the exosuit. In future work, he sees its control system as a point to improve. Currently, when a person raises their torso from a lowered position, the cables simply pull with constant tension. But it should be possible to make the system detect different actions of the wearer and adjust its pull in response.