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Foto: Notimex. Exoesqueletos, de la ficción a mejorar la vida de las personas.

Exoesqueletos, tecnología para mejorar la vida de las personas

26 de junio, 2016

Notimex/La Voz de Michoacán

Ciudad de  México.- Creados en la mente de los escritores de ciencia ficción como unos dispositivos utilizados por los militares, los exoesqueletos son una tecnología que ya está presente en la vida de las personas y donde México también está incursionando con éxito.

Exoesqueleto es una palabra compuesta de origen griego y da vida a los sistemas robóticos vestibles, que mejoran las capacidades de las personas, ya sea en resistencia, fuerza o velocidad, muchos de ellos se encuentran en etapa de desarrollo y otros ya han comenzado su comercialización masiva en el mundo.

Contrario al esqueleto humano, que soporta al cuerpo desde el interior, un exoesqueleto lo hace por fuera, explicó a Notimex el encargado del área de exoesqueletos en la Unidad Mixta Internacional (UMI) Laboratorio Franco Mexicano de Informática y Control Automático del Cinvestav, Jesús Ricardo López Gutiérrez.

Son hechos a base de diferentes materiales ligeros, moldeables, que dan al usuario seguridad y movimiento y para que funcionen de manera autónoma, es necesaria la intervención de la electrónica, en combinación con distintos motores y algoritmos computacionales.

Subrayó qué los esqueletos externos tienen tres funciones principales: “Se utilizan en la industria para cargar objetos pesados, en medicina de rehabilitación y en la milicia para cargar mochilas con armamento pesado y reducir el esfuerzo del soldado”.

En el UMI-LAFMIA -ubicado en el Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) del IPN, en Zacatenco, al norte de la ciudad- estudiantes de maestría y doctorado desarrollan prototipos de exoesqueletos, para rehabilitación y carga de objetos pesados.

Y están enfocados para ancianos con poca fuerza que por alguna lesión la perdieron, al tiempo que, buscan incorporar a la gente con enfermedades o discapacidad.

Los alumnos realizan sus estructuras externas con diferentes materiales como el nylamid, que es ligero y moldeable. y el aluminio. “Algunos llegan a pesar mucho, algunos tratamos de que sean más ligeros, un exoesqueleto de piernas llega a pesar seis a siete kilos”, detalló López Gutiérrez.

“Si tratamos de que sea de carga y que va montado sobre el cuerpo, tratamos de que sea más ligero, llegan a pesar tres kilos”, agregó el encargado del área de exoesqueletos en la Unidad Mixta Internacional (UMI) Laboratorio Franco Mexicano de Informática y Control Automático del Cinvestav.

Para dirigir los cuerpos de nylamid y aluminio, los científicos utilizan un microcontrolador, en el cual programan los diferentes algoritmos para que las estructuras realicen la función deseada.

“Cada uno de los estudiantes que tiene un trabajo a cargo, utiliza diferentes tipos de microcontroladores, donde se programa una ley de control que toma las decisiones. La intención humana, es la parte complicada de un exoesqueleto”, externó.

“El humano debe decirle al exoesqueleto como quiere moverse, hacia donde, se hace por medio de sensores de fuerza o electromiográficos, una ley de control lo toma, lo analiza y manda una salida a los actuadores, que son los motores o los músculos neumáticos”, expresó.

López Gutiérrez dijo que los exoesqueletos llegan a costar 90 mil pesos o más, sin embargo, en el UMI-LAFMIA tratan de que tengan un precio de 40 mil pesos.

Entre los proyectos que se desarrollan en el Cinvestav se encuentra un exoesqueleto hibrido, que utiliza dos tipos de actuadores, motores eléctricos y músculos neumáticos, para cadera y rodilla, cuyo objetivo es sentar y parar a una persona.

También está un exoesqueleto que trabaja con neumática, el cual busca reducir el esfuerzo en la cargar objetos pesados; otro para hombro que contempla todos los grados de libertad, en rehabilitación, por medio de motores eléctricos, entre otros.

“Tenemos uno para bipedestación, para poner de pie a la persona y en un futuro poder movilizarla como una especie de silla de ruedas, pero parada”, comentó.

“Otro asiste al codo para objetos pesados, es hibrido también y por último sensores electromiográficos que miden pulsos de los músculos con la intención de mover una prótesis o un exoesqueleto de mano”, abundó.

Por su parte, el estudiante de doctorado, Hipólito Aguilar Sierra, explicó que realiza un robot para asistir la bipedestación, termino médico para el ejercicio de ponerse de pie, y la marcha, con el que pretende potenciar las articulaciones de cadera y rodilla.

“La idea de mi prototipo es combinar dos tipos de fuentes de poder, en este caso la neumática, usando músculos neumáticos, que a diferencia de los normales, pesan muy poco pero generan mucha fuerza, además no tienen que estar alineados para generar movimiento”, detalló.

El exoesqueleto lleva por nombre Umi (por el laboratorio) y Metstin (piernas en náhuatl) y utiliza los actuadores más ligeros del mercado, que pesan cerca de un kilo, pero que llegan a generar hasta 25 newtons de fuerza.

“El prototipo busca en una primera etapa poner a una persona de pie, la segunda es programar rutinas con base en el fisioterapeuta, para junto a una caminadora proyectar la longitud y la velocidad de los pasos por minuto”, detalló.

El exoesqueleto de Aguilar Sierra está dirigido a las personas que necesitan rehabilitarse y cuyas articulaciones funcionan, pero el cerebro ha perdido la capacidad de controlarlas.

“La rehabilitación es mediante ejercicios de repetición, el cerebro crea nuevas conexiones y tras diferentes etapas, la persona pueda caminar por su cuenta de nuevo”, dijo.

El estudiante politécnico que se encuentra en la etapa final de su proyecto, comentó que a través de la computadora genera las trayectorias deseadas, que son enviadas a la máquina que controla las articulaciones del robot, para que se mueva conforme a lo programado, y como lo imaginaron en el pasado los escritores de ciencia ficción.

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