Los exoesqueletos, esas estructuras que permiten a pacientes con lesiones de médula espinal caminar con la asistencia de muletas, han avanzado considerablemente en los últimos tiempos. Sin embargo, su uso es muy limitado debido al coste de adquisición y mantenimiento, y a las exigentes validaciones como dispositivo médico. Desde la Universidad de La Rioja (UR) se ha dado un paso importante para combatir estas restricciones.
Y es que Íñigo Sanz Peña, investigador que acaba de obtener el grado de doctor por dicho centro, ha desarrollado en su tesis doctoral un sistema portable de sensores integrados para el diseño más eficiente de exoesqueletos
Hay que tener en cuenta que el desarrollo de dichos dispositivos implica el conocimiento del movimiento humano, lo que conlleva la necesidad de obtener los parámetros de posición, velocidad y aceleración de las partes del cuerpo durante el movimiento.
Los sistemas convencionales de captura del movimiento basados en cámaras y marcadores implican un alto coste y personal cualificado, lo cual se traduce en un aumento del coste final del dispositivo.
La tesis doctoral de Íñigo Sanz Peña aporta el diseño de un sistema portable de sensores integrados para la adquisición de datos, que reemplazan la necesidad de empleo de sistemas convencionales de cámaras y marcadores.
Estamos hablando de un ahorro considerable. Su propuesta, respecto al empleo de sistemas convencionales basados en cámaras, marcadores y plataformas dinamométricas, supone una disminución de costes del 98 %, según datos del propios investigador. “En relación a sistemas inalámbricos convencionales, la reducción del coste es del 92 % –afirma en declaraciones a Innovaspain–. Esto significa que los sistemas tradicionales tiene un coste superior al 2500 % respecto al sistema desarrollado”.
Sensores integrados
El prototipo de Sanz Peña es, en sí mismo, un exoesqueleto de diseño evolutivo basado en una estructura fabricada mediante impresión 3D que registra el movimiento del cuerpo a través del uso de sensores integrados en cada articulación.
Este sistema portable permite adquirir los datos referidos al movimiento de las extremidades superiores mediante sensores inerciales adheridos a la ropa. La fuerza de contacto con el suelo se registra mediante el empleo de suelas sensitivas.
El uso de sensores integrados en el exoesqueleto para las extremidades inferiores ofrece además una herramienta física para el diseño y simulación de exoesqueletos. Su diseño evolutivo permite adaptarlo a diferentes necesidades, proporcionando así una herramienta a investigadores implicados en el diseño de exoesqueletos y permitiendo la instalación de actuadores eléctricos para la asistencia al movimiento de las extremidades inferiores durante la marcha.
Participación desde Nueva York
Íñigo Sanz Peña siempre ha estado interesado en la robótica aplicada a asistencia humana. “Consciente de la problemática existente en el sector relacionada con el coste, decidí enfocar mi investigación al aumento de la eficiencia en costes durante la fase de diseño de exoesqueletos, con el fin de mejorar la accesibilidad de la tecnología a un mayor número de personas”, afirma cuando se le pregunta por la elección del tema de su tesis doctoral.
Dirigida por Julio Blanco y Joo H. Kim, de la New York University en el marco del programa de Doctorado ‘Innovación en Ingeniería de Producto y Procesos Industriales’, su investigación ha logrado la calificación de sobresaliente cum laude con mención internacional al título.
Él asegura que la participación de la New York University “ha sido determinante en el resultado de la investigación”. “Gracias a los medios aportados por la universidad, y en particular por el laboratorio Applied Dynamics and Optimization Lab (ADOL), el sistema se pudo desarrollar y validar experimentalmente”, añade.
