Un día, en un futuro no muy lejano, los investigadores de la Universidad de Harvard esperan que su trabajo con robots para vestir suaves utilizando textiles innovadores pueden ofrecer asistencia fácil y discreta para las personas con discapacidades físicas.
Ese mismo trabajo también ofrece buenas perspectivas para aumentar las capacidades de los individuos sanos, por ejemplo, ayudar a los soldados llevan cargas pesadas y caminar más y más tiempo ayudando a los músculos de las caderas y los tobillos.
En un campo de sólo unos tres años que evolucionó a partir de la investigación de “robots blandos” como dispositivos médicos, Conor Walsh, profesor asistente de ingeniería mecánica y biomédica en la Universidad de Harvard, y fundador de la Harvard Biodesign Lab, lidera un equipo multidisciplinario de unos 30 investigadores para el desarrollo de robots para vestir suaves. Lo más lejos a lo largo de son un exosuit suave que puede ayudar con la locomoción y realizar pequeños niveles de asistencia a un usuario (tal como un soldado) y un guante que ayuda a agarrar cosas a aquellas personas con deterioro en mano.
Actuadores multi-segmentos utilizados en el guante robótico permiten una gama de asistencia de las mociones.
En comparación con los actuales estructuras rígidas externas, las articulaciones de estos son mucho menos limitados. El uso de los dispositivos como “ropa”, también los hace mucho más ligero, ya que consisten principalmente en la tela. Esto minimiza la interferencia no intencional con la biomecánica natural del cuerpo y permite una mejor interacción, de acuerdo con Walsh.
Él se sintió atraído por la robótica como un estudiante “, ya que era un poco de un tema fresco,” él dice. Después de obtener títulos de grado en ingeniería mecánica y fabricación del Trinity College, Dublín, Irlanda, a continuación, MS y Ph.D. grados en ingeniería mecánica del Instituto de Tecnología de Massachusetts, se unió a la Universidad de Harvard en 2012. Como estudiante graduado, trabajó en un exoesqueleto rigido -como sistemas robóticos y fue incluso un sujeto de prueba para evaluarlos. “Me di cuenta de primera mano lo difícil que es el uso de componentes rígidos para interactuar con el cuerpo”, dice.
En Harvard, vio a los investigadores que trabajan en un nuevo campo llamado robótica suave. En lugar de componentes rígidos para dispositivos médicos, que estaban utilizando materiales blandos para aplicar fuerzas a las personas a medida que avanzan. “Eso me hizo pensar, wow, ¿no sería genial si aplicamos estos nuevos componentes robóticos suaves a aplicaciones robóticas portátiles”, dice.
Exoesqueletos tradicionales son grandes sistemas “dando a la gente poder sobrehumano; eso es lo que hace la robótica rígida “, dice Walsh. Dicho equipo requiere grandes paquetes de baterías.
“Se nos ocurrió la idea de que tal vez hay todo un conjunto de personas ahí fuera, en la que si les das niveles pequeños o moderados de asistencia, todavía puede tener un gran impacto.”
Una caja que contiene la batería y el motor es un componente clave del sistema.
El sistema consta de un componente textil, un exosuit en diferentes tamaños de cuerpo, hecha de tejidos flexibles, ligeros, tales como nylon o spandex. Sirve como un ancla para el cuerpo y permite que las fuerzas se apliquen de forma segura y cómoda. Los sensores que actúan como controladores o monitores de los movimientos del usuario están integrados en el traje. El otro componente, una caja del tamaño de una mochila, es el motor y la batería que funciona para todos los individuos de tamaño.
El equipo ha demostrado a través de pruebas con el Ejército de Estados Unidos y otros que un sistema que no agrega mucho masa extra o muchas restricciones al movimiento natural y que le da un impulso de energía en el momento adecuado puede permitir a individuos sanos para llevar cargas más pesadas y paseo más lejos.
“Todavía es un proyecto de investigación, pero es bastante lejos adelante en términos de nuestra capacidad para realizar pruebas bajo diferentes tipos de condiciones”, dice Walsh.
El equipo también ha avanzado con un guante de tecnología robótica suave para ayudar con agarrar cosas para aquellos con deterioro en mano, utilizando una tecnología diferente, actuadores de silicio funcionan con algún tipo de líquido, el agua o el aire.
“Imagine un actuador de tipo globo”, dice Walsh. “Es un poco más complicado que eso, pero es similar a un globo. Cuando al presurizarlo, imparte fuerzas en los dedos y hace que se doble en un tipo natural de movimiento “.
Estos están integrados en un guante para personas con condiciones como la distrofia muscular o la ELA. “Hemos estado probando con los pacientes desde el principio y tenemos un buen prototipo que actualmente estamos refinando para hacer más ligero”, dice Walsh.
El desarrollo de los dispositivos robóticos para la mano han sido particularmente difícil porque los exoesqueletos rígidos tradicionales son pesados y difíciles de alinear correctamente a la persona, dijo Walsh. “Ahí es donde vimos una ventaja para el uso de robots blandos que podría ser más flexible, más ligero, más fácil de poner y alineado a la anatomía de la persona con mayor facilidad. Hasta ahora hemos tenido algunos resultados muy interesantes. Los pacientes son capaces de hacer cosas que no serían de otra manera serían capaces de hacer “, dice.
Walsh cree este tipo de dispositivos podrían estar disponibles dentro de los próximos tres a cinco años. “La tecnología abre nuevas posibilidades que no serían posibles con los componentes robóticos rígidos. Es realmente acaba de empezar como un campo. Es gratificante porque la tecnología es fresco, pero el hecho de que es hacia el objetivo de ayudar a la gente, que hace que sea aún más convincente “, dice Walsh.
Par amas en: https://www.asme.org
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