Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte desarrollan exoesqueleto portátil para ayudar a caminar y correr

Coloca una riñonera alrededor de tu cintura, un sensor en la parte frontal de cada muslo, asegúrate de abrocharte unos cuantos cinturones y podrás controlar un exoesqueleto impulsado por inteligencia artificial. ¿Qué es eso? Es un tipo de robot en desarrollo en la Universidad Estatal de Carolina del Norte que está destinado a ayudar a las personas, tanto discapacitadas como no discapacitadas, a moverse de maneras que no pueden hacerlo por sí mismas.

En 10 a 20 segundos de ponerse el dispositivo, la persona que lo lleva puesto tiene el control. Evaluando los ángulos de tus articulaciones, el robot anticipa hacia qué dirección te diriges y te ayuda a moverte en esa dirección. La inteligencia artificial permite al robot interpretar estos ángulos y adaptarse a su entorno. Mueve tu pierna hacia arriba, y el robot seguirá.

Al principio, puede parecer que el dispositivo está tirando de tu pierna, dijo el Dr. Iván López-Sánchez, investigador postdoctoral en el Laboratorio de Biomecatrónica y Robótica Inteligente de la NC State. Pero luego te das cuenta: “De acuerdo, me está ayudando. Entonces, te sincronizas con el robot”, dijo. Tradicionalmente, los investigadores han dependido de un enfoque más largo y costoso donde los humanos trabajan para coordinarse físicamente con los exoesqueletos en cintas de correr durante una hora antes de ser usados, dijo el Dr. Hao Su, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la NC State y uno de los autores de un artículo sobre el exoesqueleto publicado en la revista Nature. El exoesqueleto desarrollado por los investigadores de la NC State aprende a ayudar al movimiento humano dentro del ámbito de una simulación virtual. Su señaló que el exoesqueleto “solo necesita aprender en una computadora durante unas ocho horas.”

Después de este período de entrenamiento en la simulación, Su dijo: “Puedes hacer que un humano camine, corra o suba escaleras de inmediato.” El exoesqueleto no está diseñado para una persona específica. Habiendo aprendido ya de los datos sobre el movimiento humano en la simulación de ocho horas, puede asistir a cualquier persona sin discapacidades de movilidad que se lo ponga.

Los investigadores desarrollaron su exoesqueleto de siete libras para ayudar a las personas, particularmente a aquellas con movilidad reducida, a correr, caminar o subir escaleras más fácilmente. En comparación con las personas sin los exoesqueletos, las personas que usaron los exoesqueletos en el estudio usaron menos energía propia para moverse: 24% menos para caminar, 13% para correr y 15% para subir escaleras. Los investigadores, financiados por la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y el Instituto Nacional de Salud (NIH), están trabajando para hacer que el exoesqueleto sea útil para personas mayores y niños con discapacidades de movilidad como la parálisis cerebral. Este siguiente paso requiere ajustar el hardware para adaptarse cómodamente a estas poblaciones y entrenar al robot en los patrones de movimiento variables de estas poblaciones.