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Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Laura García Oviedo

Nuevo exoesqueleto para piernas

Investigadores del Instituto Tecnólogico de Massachusetts (MIT) desarrollaron un esqueleto externo que se coloca sobre las piernas con el fin de disminuir el peso de las cargas que se llevan sobre la espalda.
A diferencia de otros dispositivos existentes el nuevo aparato funciona sin motor y consume 2 vatios de potencia. El desarrollo podría ayudar en el futuro a todas aquellas personas expuestas a sufrir lesiones al transportar pesadas cargas.
(24/9/07 - Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Laura García Oviedo) – Los escarabajos y otros artrópodos como las arañas y las abejas podrían en el futuro dejar de ser los únicos seres que tienen un esqueleto externo denominado exoesqueleto. A la lista podrían sumarse los seres humanos, ya que existen varios proyectos de investigación en este campo. La última novedad la dieron investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT), de los Estados Unidos, quienes anunciaron la creación de un dispositivo que se usa en las piernas para alivianar las cargas que se llevan en la espalda.
El exoesqueleto para humanos tiene como fin ayudar a soldados, bomberos y a “mochileros” que necesitan transportar equipos muy pesados que pueden dañar la espalda, los hombros y hasta el cuello. Si bien por ahora es un desarrollo experimental, los investigadores del Laboratorio de Biomecatrónica –la ciencia que mezcla la robótica con la biología– del MIT son optimistas en su aporte futuro.

Un alivio para la espalda

“El exoesqueleto que desarrollamos pesa 11,7 kilogramos y requiere sólo 2 vatios de potencia para funcionar. Para una carga de 36 kilogramos, demostramos que este dispositivo transfiere el 80% del peso al suelo durante la caminata”, informan los investigadores en el paper publicado en septiembre en el International Journal of Humanoid Robotics.
“Una pierna ‘exoesqueleto’ podría beneficiar a la gente al aumentar la capacidad de carga, disminuir la posibilidad de una lesión en las piernas o en la espalda, mejorar la economía de movimiento y metabolismo, y reducir el nivel percibido de dificultad”, expone en su artículo el equipo conformado por Conor Walsh, Ken Endo y Hugh Herr.
El exoesqueleto es una estructura resistente similar a los huesos de la pierna que se sujeta al cuerpo mediante unas botas especiales, y luego con unas correas ubicadas por encima de las rodillas y a la altura de las caderas.
Además de lograr un par de piernas “robóticas” que se adapten al movimiento natural del cuerpo, el gran desafío pendiente es imitar el gasto eficiente de energía que realiza el cuerpo humano. Sucede que las investigaciones en el campo de la biomecánica han demostrado que la caminata de los seres humanos y otros animales es muy eficiente en el uso de la energía debido a las estrategias de conservación que logran reducir el trabajo muscular.

En busca de mayor eficacia

Hugh Herr y su equipo probaron el diseño en un voluntario de 24 años, estudiante del MI, que logró realizar una caminata a baja velocidad, entre 0,8 y 1 metro por segundo. El exoesqueleto sirvió para transferir con éxito el peso desde la mochila utilizada hasta el piso, y para ello también se utilizaron sensores y un hardware electrónico alimentado con una batería de 48 voltios.
Luego de recibir la aprobación de un protocolo de experimentación para este dispositivo en humanos, se realizaron cuatro experimentos en total, y los investigadores hallaron que el costo energético –que se midió con un balance estimado de consumo de oxígeno y producción de dióxido de carbono en el voluntario– no fue tan positivo como se esperaba. Se registró un consumo de oxígeno 10% superior al normal, lo que los llevó a admitir la necesidad de seguir trabajando en la eficacia del equipo.
Al usar el exoesqueleto, “sientes que te saca la carga de encima, además de una reducción sustancial del estrés en la parte superior del cuerpo”, dice, en un comunicado del MIT, Conor Walsh. El investigador del MIT forma parte del equipo liderado por Herr, quien este verano anunció el desarrollo del primer tobillo robótico para personas que sufrieron una amputación.
En el comunicado del MIT, escrito por Anne Trafton, se informa que existen otros equipos de investigación que han producido exoesqueletos con buenos resultados, pero a diferencia de este desarrollo, requieren una mayor potencia, que oscila los 3 mil vatios, además del empleo de un motor a combustión.
En esta investigación, que fue financiada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos, la energía requerida para alimentar al exoesqueleto fue de tan sólo 2 vatios, por lo que el dispositivo promete generar mayores inversiones. ¿Se vienen las piernas biónicas? Hay que esperar, y ver.

RECUADRO

OTRO ESLABÓN DEL EXOESQUELETO

(24/9/07 - Agencia CyTA-Instituto Leloir.) – El anuncio de piernas potenciadas gracias a un exoesqueleto no es un invento nuevo. En 2004, un equipo de investigadores de la Universidad de California, en los Estados Unidos, anunció un dispositivo llamado “Bleex”. Al igual que el exolesqueleto presentado por el equipo del MIT, el trabajo estuvo también financiado por el sector de Defensa de ese país.
El diseño de la Universidad de California requería un pequeño motor de combustión para funcionar durante dos horas. La estructura incluía un par de botas y una especie de piernas metálicas que corrían paralelas a las de la persona que utiliza el equipo. En los experimentos, se logró que un voluntario caminase cargando 71 kilogramos sintiendo que cargaba sólo 2 kilogramos, según informa un artículo de la BBC. Sin embargo, no se logró un desempeño 100% eficaz.

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