Prótesis robótica con músculos artificiales para rehabilitación de pie y tobillo

Un nuevo dispositivo robótico, de textura lo bastante mullida como para hacer confortable su uso en una extremidad, y que emula a los músculos, tendones y ligamentos de la zona inferior de la pierna, podría ser usada en la rehabilitación de pacientes que tienen limitaciones en la movilidad del pie y del tobillo, o como un modo permanente para ayudarles a caminar en aquellos casos en los que ya no sea posible la rehabilitación. A diferencia de los exoesqueletos robóticos comunes, la nueva prótesis robótica permite movimientos idénticos a los naturales.
El dispositivo desarrollado por el equipo del robotista Yong-Lae Park, ahora en la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania, Estados Unidos, y antes en el Instituto Wyss para la Ingeniería Biológicamente Inspirada, adscrito a la Universidad de Harvard en el mismo país, está hecho en buena parte de materiales compuestos y plásticos blandos, a diferencia de lo que es habitual en muchos exoesqueletos. Los materiales blandos, combinados con músculos artificiales neumáticos (PAMs, por sus siglas en inglés), sensores ultralivianos y un sofisticado software de control, hace posible que este dispositivo robótico realice en el tobillo movimientos idénticos a los naturales.

Esta avanzada prótesis robótica cuenta con otras innovaciones destacables. Cuenta, por ejemplo, con sensores hechos de piel artificial sensible al tacto, y delgadas hojas de goma que contienen largos microcanales llenos de una aleación especial de metal líquido. Cuando estas hojas de goma se estiran o se comprimen, cambia la forma de los microcanales, lo que a su vez provoca una modificación en la resistencia eléctrica de la aleación.

El nuevo dispositivo robótico está hecho en buena parte de materiales blandos, y emula las estructuras principales de la pierna para controlar el tobillo. (Imagen: Universidad Carnegie Mellon)

El dispositivo robótico puede ser adecuado para personas con trastornos neuromusculares del pie o el tobillo asociados a parálisis cerebral, esclerosis lateral amiotrófica (conocida también como enfermedad de Lou Gehrig), o derrame cerebral.

Park cree que el mismo enfoque de diseño usado para este primer modelo del dispositivo podría ser usado para crear modelos destinados a otras articulaciones del cuerpo, o incluso para crear exoesqueletos blandos que podrían incrementar la fuerza de quienes los usaran.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado especialistas de la Universidad de Harvard, la del Sur de California, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, y la empresa BioSensics, todas estas entidades en Estados Unidos.