EXOESQUELETOS: EL MUNDO DEL MAÑANA HOY

Por Andrea Paola Vargas Guerrero

Especialización en fisioterapia 

en ortopedia y traumatología

Universidad Autónoma de Manizales

Quiero que se imaginen un robot que se pueda llevar a cualquier parte y que de habilidades sobrehumanas u otro que haga que usuarios de sillas de ruedas se levanten y vuelvan a caminar. Como en una película de ciencia ficción, los exoesqueletos siempre han sido un ideal para aumentar la fuerza, resistencia y velocidad del cuerpo humano; lo que mucha gente no sabe es que ya son una realidad desde el año 1960 por Reinkensmeyer. 

El primer exoesqueleto en esta especie fue el llamado “Lokomat”, que se utilizó para aplicaciones terapéuticas. Desde entonces se ha logrado avanzar no solo en esta especialidad, sino también en el campo militar done es muy conocido este tipo de elementos para mejorar el sistema de defensa y, también en la industria para mejorar el desempeño de los trabajadores, aumentando la productividad y disminuyendo el ausentismo laboral por lesiones osteomusculares.

Los exoesqueletos son robots acoplados a las extremidades del cuerpo humano que ayudan en el incremento de su fuerza, velocidad y rendimiento; en la rehabilitación estos tienen como función “reemplazar” las articulaciones lesionadas por enfermedad o trauma (amputación) y dar una nueva perspectiva de funcionalidad al paciente. 

Los exoesqueletos funcionan con cuatro factores básicos que son: 

1. Factores biomecánicos: son los encargados de involucrar variables de movimiento y marcha humana, definiendo posturas específicas que el exoesqueleto debe hacer para ayudar al paciente. 
2. Diseño del mecanismo en el cual se describen las partes mecánicas y la simulación de movimiento del exoesqueleto.
3. Diseño de control, en este se usan las señales mioelectricas como parte fundamental del sistema exoesqueletico, aunque el procesamiento de señales se pueden realizar de distintas formas que se pueden adaptar a cuerpo completo, extremidades superiores o extremidades inferiores.
4. Las variables de estudio para los exoesqueletos desde el punto de vista fisioterapéutico son grados de libertad y rangos de movimiento para adaptar estos exoesqueletos a cada caso específico.

Entre otros puntos importantes se debe tener en cuenta en el diseño del exoesqueleto que cada uno de sus elementos sea adecuado para realizar las tareas deseadas como ayudante y no como impedimento, por eso se menciona a continuación:

• Materiales Estructurales. El exoesqueleto tendrá que ser hecho de materiales compuestos que sean fuertes, ligeros y flexibles. 
• Fuente de alimentación. El exoesqueleto debe tener el poder suficiente para funcionar durante al menos 24 horas antes de reposar. 
• Control. El control de la máquina debe ser perfecto. Los usuarios deben ser capaces de moverse normalmente mientras usan el dispositivo. 
• Actuación. Los diseñadores tendrán que dar a la máquina la capacidad de moverse sin problemas, de modo que no sea demasiado incómodo para el usuario. 
• Biomecánica. Los exoesqueletos tendrá que ser capaces de moverse de un lado a otro y de adelante hacia atrás, al igual que una persona se mueve. 

Figura 1. En la imagen se muestra una persona con una lesión medular el cual perdió la movilidad en sus extremidades inferiores y se adaptó un exoesqueleto con el cual puede volver a caminar. (Recuperado de: http://www3.gobiernodecanarias.org).

Los exoesqueletos no solo se encargarían de dar una funcionalidad completa al paciente sino que brindarían una nueva perspectiva al concepto de rehabilitación, dando paso a una nueva generación y un nuevo modelo de fisioterapeutas que no solo se concentran en como disminuir las secuelas de un trauma físico, sino que podrían tener la plena seguridad de brindar una rehabilitación completa a nivel físico y emocional al paciente, y dando una opinión experta también dentro del ámbito de la ingeniería e innovación de tecnologías. Aunque estos sistemas reflejan la “perfección” para la rehabilitación aun presentan problemas con estabilidad de la postura, centros de masa que cambia según las tareas que se realizan (categorías de balance), interfaz control-adaptación, entre otras que se deben mejorar por medio de la investigación no solo por los campos de ingeniería mecánica y electrónica, sino por parte de fisioterapeutas que puedan aportar al perfeccionamiento de estos exoesqueletos y abrir nuevos campos metodológicos para el desarrollo humano.

REFERENCIAS

• Lo Shing, Ho., Xie Quan, Sheng. (2012). Exoskeleton robots for upper-limb rehabilitation: state of the art and future prospects. Medical engineering & physics , (34), 261-268.
• Lugo, E., Ponce, P., Molina, A., Castro, S. (2014). Co-simulacion del diseño biomecánico para un exoesqueleto robotico del Miembro inferior. Revista de Mexicana de Ingenieria Biomedica, 35(2), 2-14.