Compartir
Publicidad

Éstas son las piernas robóticas que quieren poner fin a las discapacidades

Éstas son las piernas robóticas que quieren poner fin a las discapacidades
Guardar
5 Comentarios
Publicidad
Publicidad

Con solo diecisiete años de edad, Hugh Herr ya era considerado uno de los mejores escaladores de Estados Unidos. Nacido en 1964 en el seno de una familia de Lancaster, Pennsylvania, Herr parecía haber nacido para la escalada de roca. Con solo ocho años, había conquistado la cima del Monte Temple en las Montañas Rocosas de Canadá, a 3,544 metros de altitud.

Sin embargo, en enero de 1982, mientras escalaba el nevado Barranco de Huntington en el Monte Washington, Herr fue alcanzado por una extraordinaria ventisca y se vio obligado a descender hasta un glaciar donde permaneció tres días a temperaturas de casi -30ºC. Herr fue rescatado finalmente, pero el congelamiento severo de sus extremidades obligó a los cirujanos a amputar sus piernas por debajo de las rodillas.


A pesar de que Herr había perdido la parte más importante de su cuerpo para escalar, la que le había convertido en una celebridad en su especialidad, empezó a concentrarse en sus estudios con un único objetivo en mente: volver a escalar como lo hacía antes.

Tras graduarse en Física por la Universidad de Millersville, ingeniería mecánica en el MIT, y un doctorado en biomecánica en la Universidad de Harvard, Herr diseñó sus propias prótesis para piernas, lo que le permitió no solo volver a escalar, sino a hacerlo mejor que nunca.

Unas piernas mejor que nuevas

1024x512 02

La historia de Herr parece el guión de una superproducción de Hollywood que trata de inspirar la capacidad de autosuperación con una fanfarria épica de fondo, pero es completamente real. Lo que había inspirado a Herr es que la tecnología podía ir mucho más allá de lo que había ido en el campo de las prótesis.

Y su confianza depositada en la tecnología no es exagerada, tal y como explica en el vídeo-entrevista que podéis ver un poco más arriba, pues aquellas prótesis especiales diseñadas por él mismo le permitieron apoyarse incluso entre rocas que tenían el ancho de una moneda. Las puntas de titanio de las piernas también le permitían ascender por paredes verticales congeladas:

Mi misión es contribuir en la misión mundial global de acabar con la discapacidad por medio de la innovación tecnológica.

Las habilidades motrices de Herr regresaron como si nunca antes se hubieran perdido, y además lo hicieron hasta el punto de que logró escalar a una altura mayor de la que había alcanzado antes de su accidente, llevando a cabo escaladas con deportistas de élite sin discapacidades.

1024x512 01 1

Además, sus prótesis le permitían modificar su estatura (1.52m y 1.82m) a fin de resultar más eficaz también en muchas tareas cotidianas. Aquellas piernas protésicas, pues, no solo habían convertido a Herr en un superhombre, sino que le habían devuelto la movilidad perdida en su vida diaria. El funcionamiento de aquellas piernas lo explica así Herr:

Lo que llevo hoy en día son unas piernas biónicas que pueden moverse y actúan como si tuvieran músculos. Tienen 12 sensores en cada pierna, y varios ordenadores. Se adaptan a mi ritmo de andar, a las diferentes velocidades y por diversos terrenos. Y, por primera vez en la historia, gracias a esta innovación, soy capaz de caminar con las misma velocidad y con la misma energía que una persona con piernas perfectamente normales.

Estas piernas protésicas, llamadas BiOM, están confeccionadas con silicona, titanio, aluminio y carbono. Funcionan con un motor de propulsión a gas que hace las veces de un tobillo humano. El cerebro del usuario envía impulsos eléctricos a todas las partes de nuestro cuerpo y así logra que nuestros músculos se muevan a voluntad, pero la BiOM son capaces de recibir estos impulsos y traducirlos igual que lo hacen nuestros músculos.

1024x512 05

Estas prótesis, pues, distribuyen el peso y responden inteligentemente al medio, y así sus usuarios pueden caminar, correr, saltar y escalar como si usaran sus piernas de verdad.

A diferencia de otros modelos, las BiOM poseen 12 sensores y 3 microprocesadores que pueden analizar el nivel de exigencia del contexto, ajustándose al mismo. Para conseguirlo, se llevó a cabo un exhaustivo estudio del funcionamiento de los músculos humanos, que distribuyen la energía dependiendo del esfuerzo requerido para moverse. Las prótesis no producen problemas de postura o equilibrio.

Estas prótesis, pues, distribuyen el peso y responden inteligentemente al medio, y así sus usuarios pueden caminar, correr, saltar y escalar como si usaran sus piernas de verdad. Además, las BiOM cuentan con sus propias baterías recargables, que le otorgan una autonomía de unas seis horas (o unos 3.000 pasos).

Finalmente, el usuario no necesita arrastrar estas piernas para caminar, ya que son ligeras y ahorran un 23% de energía. Lo que distingue esta prótesis de otras, pues, es que replica perfectamente la flexibilidad y acción de una pierna real, con su tobillo, talón y tendones, como si tuviera huesos, piel y hasta músculo de verdad.

El siguiente paso en las BiOM será que la prótesis se integren en el cuerpo humano: así se prescindirán de sensores y procesadores, siendo el cerebro humano el que verdaderamente controle el funcionamiento del dispositivo.

A nivel estético, las piernas no parecen humanas, sino unas piernas cyborg que recuerdan vagamente a las usadas por la villana experta en artes marciales de la película Kingsman. Pero para Herr la estética no era la prioridad, sino que las piernas protésicas funcionaran de forma óptima.

Y lo ha conseguido hasta el punto de que logran que una bailarina pueda volver a la danza tras perder una de sus extremidades en un ataque terrorista.

El siguiente paso en las BiOM será que la prótesis se integren en el cuerpo humano: así se prescindirán de sensores y procesadores, siendo el cerebro humano el que verdaderamente controle el funcionamiento del dispositivo. Es algo en lo que también confía Herr, como él mismo señala:

Las piernas biónicas que llevo actualmente me las puedo quitar. De hecho, cuando me voy a la cama me las quito. En el futuro, no será así. En el futuro habrá una conexión profunda o íntima entre la extremidad biónica sintética y el cuerpo biológico.

Wall Climbing At H2 0 541889183

Así pues, de resultas de su desagradable accidente, Herr no solo había sacado fuerzas de flaqueza para continuar adelante y encontrar una solución a su discapacidad, sino que se había interesado por los estudios, un aspecto de su vida que siempre había descuidado.

Gracias a su especialización en un campo relativamente nuevo de la ingeniería, que hace uso de principios en biomecánica y control neural, sus dispositivos de rehabilitación y mejora de las capacidades motrices llegarán a mejorar la vida de las personas con discapacidades, y también, incluso, podrá mejorar las capacidades de las personas sanas.

Hoy una extremidad biónica cuesta lo mismo que un buen coche. Con todas las tecnologías conforme crece el volumen hay una economía de escala que bajará los precios, y ese mismo efecto ocurrirá también en la biónica.

Otros hitos biomecánicos

Rheo Knee 3

Las investigaciones de Herr están recibiendo continuos reconocimientos y galardones. Porque, además de diseñar unas piernas protésicas (incluidas las suyas), también ha desarrollado pies, tobillos, rodillas y caderas que empujan los límites de las capacidades humanas, como Rheo Knee, una rodilla artificial controlada por ordenador. Muchos de sus hallazgos consiguen dar mayor flexibilidad o rigidez a los materiales empleados (lo que está relacionado con el concepto de robots o exoesqueletos blandos).

Actualmente, Herr es profesor asociado en el programa de Arte y Ciencias del MIT, y en la División Ciencias de la Salud y Tecnología de Harvard. Como líder del grupo de investigación en el área de biomecatrónica en el MIT Media Lab, Herr ha publicado más de 60 documentos revisados por pares en el área de rehabilitación y es titular (o cotitular) de más de 10 patentes relacionadas con dispositivos de asistencia, como la primera prótesis electrónica de tobillo-pie en el mundo. Desde 2010, el departamento de Biomecánica del MIT, junto con el apoyo de la Administración estadounidense y capital privado, ha creado 900 prótesis biónicas, 400 de ellas para soldados americanos heridos en la guerra.

Su Rheo Knee fue incluida en la lista de Top Ten Inventions en la categoría de salud de la revista TIME en el 2004. En año 2007, también lo fue su prótesis robótica de tobillo y pie, que imita la acción biológica de la pierna. En honor a todos los desarrollos que Herr está llevando a cabo en el campo de la biónica, recibió un premio por parte del Popular Mechanics Breakthrough Leadership Award en el 2005.

Titanio y silicona por carne y hueso

Para Herr, sus desarrollos pueden ser la base para que en un futuro se conciban bioesqueletos para que todos los seres humanos con discapacidades puedan usarlos, lo que también permitirá que las personas sin discapacidades conserven más tiempo su cuerpo. Por ejemplo, estos esquelos serían como ropa que se ajusta al cuerpo de cada persona, y adoptaran una súbita rigidez cuando el usuario tuviera que cargar algún peso, lo que protegería la columna vertebral de lesiones.

Protesis Egipcia Prótesis egipcia.

La evolución de las prótesis está siendo más rápida ahora que nunca antes en la historia, y también el abaratamiento de los componentes hará cada vez más asequibles económicamente las mismas. Desde la primera prótesis funcional de la que se tiene constancia, una pierna de bronce destruida durante un bombardeo en la Segunda Guerra Mundial que data del 300 a.C. (o el pie articulado que investigadores de la Universidad de Manchester tratan de demostrar que data del 1000 a.C), el progreso en este campo se ha acelerado en la última década. Gracias, en gran parte, a la contribución de Herr.

Quizás parte del secreto de Herr estribe en que no considera anormal usar una herramienta protésica para mejorar la capacidad humana. A diferencia de la creencia popular, Herr no se plantea que el cuerpo humano posea un diseño perfecto, y, en consecuencia, está en nuestras manos poder mejorarlo.

Quizás parte del secreto de Herr estribe en que no considera anormal usar una herramienta protésica para mejorar la capacidad humana. A diferencia de la creencia popular, Herr no se plantea que el cuerpo humano posea un diseño perfecto, y, en consecuencia, está en nuestras manos poder mejorarlo. Solo porque algo esté hecho de titanio y silicona no significa necesariamente que sea menos humano. Al igual que usamos aviones para llegar más rápidamente a los sitios, o un smartphone para estar conectados con el mundo y mejorar nuestra memoria, a juicio de Herr en el campo de la biónica sucederá algo similar: mejorará nuestros cuerpos, tanto si están deteriorados como si están sanos.

El futuro cyborg

Rewalk Mobile2 ReWalk

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), en Estados Unidos hay unas 200.000 personas que viven con alguna lesión de la médula espinal. Por el momento, ya se comercializan dos exoesqueletos biónicos: Exolegs y Rewalk. Otro dispositivo desarrollado en la Universidad de California en Irvine, recoge las ondas cerebrales del sujeto humano y las envía inalámbricamente a un ordenador. La orden correspondiente se reenvía entonces a un microcontrolador situado en el cinturón del humano, que activa los músculos de las piernas. Un sistema no invasivo en un paso más allá de los sistemas actuales.

La prótesis Deka, también apodada "Luke" (por la prótesis que debe llevar Luke Skywalker después de su Darth Vader le cercene limpiamente el brazo con su sable láser) es una de las más avanzadas jamás. Es una prótesis que es capaz de reconocer las contracciones del músculo y convertirlas en una señal eléctrica para mover el brazo artificial y ejecutar el movimiento que quiere hacer su dueño. Dispone de sensores para ajustar la fuerza precisa según el caso, hasta el punto de poder coger un huevo con delicadeza sin romper la cáscara. El genio Dean Kamen, el creador Slingshot y Segway, está detrás del desarrollo.

1024 2000 Prótesis Luke.

Proprio Foot permite controlar el movimiento del tobillo y pie con la mente, y lo hace sin necesidad de complicadas cirugías, pues la información de los impulsos eléctricos procendentes del cerebro no conecta directamente con los nervios de sus músculos sino con sensores que requieren de mínima cirugía para ser injertados.

Hackberry, una creación de la compañía japonesa exiii, consiste en una mano donde todos sus elementos han sido impresos en 3D, y cuyo código de desarrollo ha sido publicado en abierto para que, colaborativamente, todos podamos mejorarlo. La ventaja de Hackberry es que no requiere complejas configuraciones, e incluso se puede programar desde un smartphone. También puede ser alimentado con cualquier tipo de batería, lo que garantiza su disponibilidad en gran parte del mundo.

Recientemente, en Europa se instalaba por primera vez un ojo biónico a un paciente con síndrome de Usher (la segunda vez en el mundo), es decir, un paciente ciego y sordo. Los impulsos que recibe el paciente estimulan las células sanas que quedan en la retina.

Cg3p Cyberglove

El siguiente paso es que podamos sentir que tocamos las cosas a través de estas prótesis. Este proceso de retroalimentación es fundamental para que la cibernética se desarrolle y constituye un área de estudio en sí misma, conocida como háptica (que procede del griego “tocar"). En este campo ya contamos con CyberGlove, del Laboratorio de Manipulación Hábil de Stanford, que acercan un poco las sensaciones del tacto, aunque de forma muy rudimentaria. Pero, sin ir más lejos, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa de los Estados Unidos (DARPA), ha anunciado recientemente una actualización a su brazo robótico "Luke" para dotarlo de tecnología que haga que la persona pueda percibir sensaciones.

Zhenan Bao y Alex Chortos, de la Universidad de Stanford, han logrado desarrollar un sensor plástico que es capaz de implementarse sobre piel artificial, lo que permite transmitir sensaciones de presión y tacto a la persona que posee este tipo de piel.

Todos ellos son grandes pasos que nos están aproximando a un presente cyborg. Tal y como ha señalado la académica californiana y escritora feminista Donna Haraway, autora de Manifiesto para Cyborgs, ¿qué diferencia hay entre estar conectado directamente al ordenador e interactuar con él usando las manos y los ojos? ¿Acaso no son cyborgs ya los pacientes que usan un marcapasos?

Cuestiones filosóficas a un lado, el futuro ya está aquí. Herr había perdido sus piernas, pero su cerebro, haciendo uso de la tecnología, se las había devuelto mejoradas. Y gracias a sus contribuciones podemos ya imaginar un mundo próximo en el que las discapacidades ya no serán tales.

Publicidad
Comentarios cerrados
Publicidad
Publicidad

Ver más artículos