En los últimos años, la robótica ha introducido sistemas cada vez más avanzados, que podrían abrir nuevas e interesantes posibilidades para la cirugía, la rehabilitación y la asistencia sanitaria. Estos sistemas robóticos ya están ayudando a mejorar la calidad de vida de muchas personas con discapacidad, así como de pacientes que sufrieron traumatismos físicos o se sometieron a procedimientos médicos.
Investigadores de la Universidad Chung-Ang en Corea del Sur presentaron recientemente un nuevo robot portátil diseñado para ayudar específicamente a los humanos que tienen dificultades para caminar debido al envejecimiento, debilidad muscular, cirugías o afecciones médicas específicas. Se descubrió que este robot, presentado en un artículo publicado en Science Robotics, mejora el equilibrio y al mismo tiempo reduce la energía gastada al caminar (es decir, el llamado costo metabólico).
“Nuestro artículo reciente se inspiró principalmente en el reconocimiento de que la mayoría de los robots portátiles para ayudar a caminar se han centrado únicamente en los movimientos en el plano sagital”, dijo a Tech Xplore Giuk Lee, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio. “Sin embargo, caminar es inherentemente una actividad tridimensional, y los movimientos en otros planos son igualmente cruciales”.
A diferencia de otros sistemas robóticos propuestos en el pasado para ayudar a la abducción de la cadera, el robot creado por Lee y sus colegas se centra en el plano frontal. Esta es la parte frontal del cuerpo humano, conocida por apoyar los movimientos y la estabilidad lateral al caminar.
“Tradicionalmente, la investigación sobre el movimiento al caminar ha considerado el movimiento hacia adelante y el equilibrio lateral como funciones separadas”, dijo Myunghee Kim, coautor del artículo. “Sólo recientemente se ha reconocido la contribución de la asistencia de la dirección longitudinal a la estabilidad lateral. Sin embargo, lo contrario (la influencia de la asistencia lateral en la eficiencia de la marcha longitudinal) sigue sin explorarse lo suficiente”.
La suposición clave detrás del estudio de los investigadores es que el costo metabólico de caminar podría reducirse utilizando robots portátiles que imiten el momento natural de abducción de la cadera. Este es el movimiento de la pierna alejándose de la línea media del cuerpo, lo que permite caminar y muchas otras acciones que los humanos realizan todos los días.
“El robot portátil para la asistencia a la abducción de la cadera que hemos desarrollado funciona según el principio de que la eficiencia al caminar se puede mejorar apoyando los movimientos laterales del cuerpo”, dijo Lee. “A medida que caminamos hacia adelante, el centro de masa de nuestro cuerpo se desplaza naturalmente de lado a lado para mantener el equilibrio, un proceso conocido como recuperación. Durante esta fase de recuperación, los músculos de abducción de la cadera se activan. Nuestro dispositivo ayuda a estos músculos, lo que facilita al usuario recuperar su centro de masa con menos esfuerzo”.
Lee y sus colegas evaluaron el desempeño de su robot tanto en simulaciones como en experimentos del mundo real. Los resultados de estas pruebas fueron muy prometedores y demostraron que el robot redujo el coste metabólico de caminar en un 11,6% en comparación con la marcha normal sin ayuda, al tiempo que mejoró el equilibrio y la estabilidad.
“Nuestro estudio demuestra que mejorar la eficiencia de la marcha no requiere que el robot portátil se concentre sólo en el plano sagital”, dijo Lee. “Dado que caminar es un movimiento tridimensional, es esencial considerar los movimientos en varios planos”.
Fuente: Tech Xplore.
Básicamente, el robot de asistencia a la abducción de la cadera desarrollado por Lee y sus colegas influye en los movimientos de las caderas y las piernas que se sabe que apoyan la marcha. Su diseño único le permite ‘reemplazar’ eficazmente parte de los esfuerzos que normalmente haríamos los humanos al caminar.
“Nuestro estudio demuestra un papel sustancial de la asistencia lateral para mejorar la eficiencia al caminar al facilitar una transferencia más efectiva del centro de masa del cuerpo de un pie al otro”, añadió Kim. “Esta idea es especialmente alentadora para las personas con fuerza muscular reducida, ya que ofrece una nueva dirección para los mecanismos de apoyo. En el futuro, será importante explorar cómo la asistencia lateral podría ayudar a las personas con movilidad limitada, transformando potencialmente las estrategias de rehabilitación y apoyo”.
En el futuro, el sistema robótico desarrollado por este equipo de investigadores podría mejorarse aún más y eventualmente comercializarse, apoyando tanto la rehabilitación como el uso diario. El robot podría resultar útil para adultos mayores, pacientes sometidos a cirugías de pierna o cadera y otras personas que experimentan dificultades para caminar.
“Para futuras investigaciones, planeamos profundizar en cómo la abducción de la cadera afecta el equilibrio al caminar”, añadió Lee. “Hemos observado que la abducción de la cadera no sólo mejora la eficiencia de la marcha sino que también puede influir en el equilibrio. Nuestro objetivo es explorar el potencial de los robots portátiles para mejorar el equilibrio al caminar”.
