Bio-mecartónica

La función de la bio-mecatrónica es adaptar las prótesis robóticas al sistema nervioso central inicia una nueva generación de extremidades artificiales que funcionarán como las reales. Las prótesis de pierna convencionales, especialmente en aquellas por arriba de las rodillas amputadas, provocan que sus usuarios, se tambaleen con frecuencia o caigan, cuando no caminar de manera anormal. Hugh Herr, un profesor del Laboratorio de Medios del MIT, está fabricando prótesis más confiables para que sus usuarios puedan controlarlas con mayor precisión. Algunas de las últimas prótesis de rodilla en el mercado ya tienen incluidos microprocesadores para reprogramarse y ayudar a que las extremidades se muevan de forma natural. Pero Herr ha llevado esta idea un paso adelante. Ha desarrollado una rodilla con sensores integrados que pueden medir cuánto se dobla, así como la intensidad de la fuerza que el usuario aplica mientras camina. Esta rodilla artificial -comercializada hace poco por la compañía islandesa Össur- también contiene un chip computarizado que analiza la información del sensor para crear un modelo de la manera de andar del usuario y adapta el movimiento y la resistencia de la rodilla. Ahora Herr trabaja para distribuir dichos sensores más allá de la articulación de la rodilla, usándolos para detectar no sólo las fuerzas mecánicas del cuerpo, sino también las señales neurológicas de los músculos cercanos. Este trabajo es parte de una disciplina emergente llamada bio-mecatrónica, en la que los investigadores están fabricando prótesis robóticas que pueden comunicarse con el sistema nervioso del usuario. De cinco a siete años, predice Herr, los pacientes con lesiones de columna vertebral podrán volver a mover sus extremidades, controlando exoesqueletos robóticos adaptados para ellos. La bio-mecatrónica recibe mayor atención ahora en parte por la guerra en Irak, que devuelve gran cantidad de soldados de EUA con heridas que los han discapacitado. Herr, que dirige el grupo de bio-mecatrónica del Laboratorio de Medios, es parte de un nuevo proyecto de investigación de $7.2 millones de dólares del Departamento de Asuntos de Veteranos (VA) de EUA, para desarrollar nuevas tecnologías para gente amputada que han perdido sus extremidades en combate. Herr, con ambas piernas amputadas, planea convertirse en el primer sujeto experimental de su prototipo de prótesis de tobillo. A principios del año que entra, al menos tres sensores pequeños serán implantados en los músculos de una de sus piernas debajo de la rodilla. Cuando Herr las flexione, tal y como lo hacía para mover su tobillo, los sensores medirán la actividad eléctrica en sus músculos y transmitirán la información a un chip de computadora en la prótesis de tobillo, que los traducirá en instrucciones para los motores. Herr espera poder mover el tobillo al reactivar los músculos residuales cerca de la articulación y sentir que responde, como lo haría con una articulación natural. Ninguna comunicación será unilateral. Herr deberá ser capaz también de sentir la posición del tobillo a través de las vibraciones emanadas de la articulación. Consideramos este trabajo como extraordinariamente prometedor, dice Roy Aaron, profesor de ortopedia en la Escuela de Medicina de Brown, quien dirige el proyecto VA. Al perder la parte inferior de las dos piernas por congelamiento al practicar montañismo como adolescente, Herr dice que está ansioso de probar el dispositivo. Creo que será muy emocionante ver otra vez mis tobillos, dice. La visión del campo de Herr es la de combinar la bio-mectrónica con tejido e ingeniería y crear extremidades tanto de materiales artificiales como de tejido humano. Según Herr, de manera inevitable terminaremos como dispositivos híbridos.