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Fabrican una bota exoesquelética que permite caminar más rápido y gastando menos energía

Ingenieros de la Universidad de Stanford (EE UU) han desarrollado un exoesqueleto de tobillo capaz de adaptarse a cada persona, de tal forma que pueda andar a mayor velocidad y gastar menos energía. El prototipo se ha probado con éxito en condiciones reales, en la calle, y supone un nuevo paso hacia los futuros dispositivos de marcha asistida que podrán utilizar personas con problemas de movilidad.

Los exoesqueletos que ayudan a mover las piernas, aumentando la velocidad de la marcha y reduciendo la energía necesaria, pueden ser útiles para personas con problemas de movilidad, entre otras aplicaciones. Los beneficios de estos dispositivos se han demostrado, sobre todo, dentro de los laboratorios con cintas de correr, pero no en condiciones reales, donde la velocidad y la duración de la caminata son variables.

Un modelo de aprendizaje automático utiliza los datos de los sensores portátiles del exoesqueleto para determinar cuál es el mejor patrón de asistencia para cada usuario

Ahora, bioingenieros de la Universidad de Stanford en California (EE UU) han fabricado una ‘bota’ exoesquelética que se adapta a cada usuario para que este pueda caminar más rápido y eficazmente en la calle, en condiciones reales. Los resultados de su estudio, que publican en la revista Nature, muestran un nuevo enfoque en el diseño de sistemas robóticos ‘vestibles’ y su potencial para que en el futuro se puedan utilizar en la vida cotidiana.

El dispositivo pesa 1,2 kg por tobillo y cuenta, entre otros componentes, con sensores portátiles de bajo coste, sistemas de transmisión de fuerzas e información, y baterías que se colocan en la cintura de los usuarios, además de un novedoso modelo de gestión de datos con inteligencia artificial.

“Uno de los avances de nuestro trabajo fue el desarrollo de un modelo de aprendizaje automático que utiliza los datos de los sensores portátiles del exoesqueleto (ángulo del tobillo, su velocidad y esfuerzo de torsión aplicado) para determinar cuál era el mejor patrón de asistencia al utilizar nuestro dispositivo”, explica a SINC el autor principal, Patrick Slade.

El exoesqueleto de tobillo portátil consta de (1) una batería que se lleva en la cintura, (2) un motor, un tambor y una cuerda de transmisión, (3) un sistema electrónico para recibir los datos de los sensores, mandar órdenes al motor y realizar la optimización, (4) una estructura de fibra de carbono y aluminio para transmitir las fuerzas, (5) zapatillas normales y (6) una correa en la pantorrilla para transferir las fuerzas al cuerpo. / Universidad de Stanford/Kurt Hickman / P. Slade et al./Nature

El modelo compara cambios de movimiento entre distintas condiciones de asistencia para ver cuáles son las mejores, prueba otras similares a estas y repite el proceso varias veces hasta dar con la que se adapta mejor a las características de la marcha de cada usuario. “Este enfoque converge lentamente en lo que el dispositivo considera que es el mejor patrón de asistencia para cada persona”, afirma el ingeniero.

Los resultados de este nuevo método no solo igualan en eficacia al de los sistemas tradicionales empleados en los laboratorios para optimizar los exoesqueletos, sino que lo hace cuatro veces más rápido. Además, diversos voluntarios –algunos equipados con ‘respirómetros’ para medir también su intercambio de oxígeno y CO2 en cada respiración– lo probaron con éxito en el campus de la universidad.

Extraido de https://astroaventura.net/

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