Hasta el momento, los exoesqueletos se han utilizado para aumentar la fuerza de los soldados o para ayudar a los pacientes de ictus hospitalizados a volver a aprender a caminar. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Califo ia, en Berkeley, ha demostrado un exoesqueleto que es portátil y que permite a los parapléjicos caminar con un paso relativamente natural con una formación mínima. Eso podría significar una mejora para las personas con lesiones de la médula espinal que pasan mucho tiempo en sillas de ruedas, lo que puede causar llagas o el deterioro de los huesos.
Los exoesqueletos médicos existentes para los pacientes que han perdido la función de sus extremidades inferiores no han sido equipadas con fuentes de energía o han sido diseñados para su uso fijo en los centros de rehabilitación, para corregir y condicionar el paso de un paciente.
A diferencia de estos, el exoesqueleto de Berkeley combina "la libertad de no estar atado con una manera de andar natural", destaca Katherine Strausser, estudiante de doctorado y una de las principales investigadoras del proyecto de Berkeley. La semana pasada, en la Conferencia Control y Sistema Dinámico ASME 2010 que tuvo lugar en Cambridge, Massachusetts, Strausser presentó los resultados experimentales obtenidos de los cuatro parapléjicos que utilizaron el exoesqueleto.
Otros exoesqueletos móviles--como los desarrollados por empresas como Rex Bionics o Cyberdene--no intentan emular un paso natural, afirma Strausser. Como caminar es un movimiento dinámico que consiste esencialmente en caer hacia adelante, explica Strausser, muchos diseños optan por arrastrar los pies en vez de fomentar un paso natural, porque "es más seguro y mucho más fácil." Sin embargo, la emulación de un paso natural imita la eficiencia del andar natural y no traspasa la tensión a las caderas, destaca Strausser.
El dispositivo de Berkeley, que cuenta con un ordenador y un paquete de baterías, se carga sobre la espalda de un usuario como una mochila y puede funcionar entre seis y ocho horas con una sola carga. Unas bombas impulsión el fluido hidráulico para mover la cadera y las rodillas al mismo tiempo, de modo que la cadera se inclina para dar un paso al mismo tiempo que la rodilla se dobla. El dispositivo planifica la trayectoria de sus pasos basándose en datos (sobre los ángulos de los miembros, la flexión de las rodillas, y el movimiento de los dedos de los pies) recopilados de la forma natural de andar de varias personas. Unos sensores de presión en cada talón y en la planta de cada pie se aseguran que ambos pies no dejen el suelo al mismo tiempo.
nEl programa de Berkeley fue un éxito. Los cuatro parapléjicos descritos en la presentación de Strausser, tres de los cuales habían estado en silla de ruedas desde hacía años, fueron capaces de caminar con el dispositivo después de sólo dos horas de entrenamiento. "Caminar con él es muy fácil," afirma Strausser. "La pie a se mueve exactamente como lo haría en un andar normal." Para empezar un paso, el exoesqueleto requiere que el usuario pulse un botón de un mando a distancia; el equipo está trabajando en el desarrollo de una interfaz más intuitiva.
Al diseñar el exoesqueleto médico--que utiliza piezas de dos exoesqueletos militares--el equipo necesitó unos controladores y un diseño que tuvieran en cuenta la falta de fuerza del usuario. Mientras que los exoesqueletos militares trabajan con el movimiento de un soldado para añadirle fuerza, los exoesqueletos médicos hacen lo contrario, luchar contra formas de andar incorrectas o realizar los pasos en sí, explica Strausser. "El mayor problema es mantener a una persona en el 'exo' de forma segura", afirma ella. Después de haber realizado el año pasado las pruebas de campo en el Laboratorio de Análisis Clínico del Movimiento y de Rendimiento Motor de la Universidad de Virginia, el grupo desarrolló un diseño patentado que previene que los usuarios resbalen fuera del exoesqueleto y distribuye el peso de la máquina de 80 libras. El grupo planea modificar el dispositivo hacerlo más ligero y desarrollar una versión de bajo coste que los pacientes puedan utilizar en sus hogares. (Este equipo de investigación está afiliado a una empresa, Berkeley Bionics, que planea comenzar a vender una forma de la tecnología.)
"En general creo que se trata de un dispositivo muy bueno", afirma Panagiotis Artemiadis, investigador del MIT que escuchó la presentación de Strausser. Él está desarrollando un exoesqueleto llamado MIT-SkyWalker que ayuda a los pacientes de ictus a practicar de caminar en una máquina que se asemeja a una cinta de correr. Él afirma que puede imaginarse el dispositivo de Berkeley siendo utilizado por los pacientes en sus hogares, sobre todo si los investigadores reducen su peso.
También están empezando a llegar al mercado otros exoesqueletos móviles para ayudar a personas paralizadas. La empresa alemana Argo Medical Technologies presentará en octubre su primer producto, un exoesqueleto de 100.000 euros destinado a ser utilizado en centros de rehabilitación. La empresa planea lanzar una versión para el hogar a mitad del precio poco después. A diferencia del exoesqueleto de Berkeley, éste, llamado ReWalk, requiere al usuario un par de semanas de entrenamiento. "Es como obtener un permiso de conducir", explica John Frijters, vicepresidente de desarrollo de negocio de Argo. ReWalk es personalizable, permitiendo adaptar la sensibilidad de los sensores y la longitud y velocidad del paso en función de cómo se siente el usuario. Pesa unos 45 kilos y funciona entre ocho y 10 horas con una carga, según Frijters.
Aunque ReWalk aún no dispone de datos para publicar sobre las ventajas de los exoesqueletos, "docenas" de pacientes ya lo han probado y "todos ellos gozan del beneficio de estar activos", afirma Frijters. "Los pacientes tienen la oportunidad de levantarse de la silla de ruedas y volver a caminar. Es muy emotivo."