Una bota de exoesqueleto de autoaprendizaje que le permite caminar más rápido mientras consume menos energía puede mantener la movilidad de las personas mayores y las personas con discapacidad.
Los exoesqueletos existentes nunca han dado el salto a la aplicación en el mundo real porque tienen que adaptarse con mucha precisión a la forma de andar del usuario. Eso requiere mucho tiempo y experiencia. Si no se ajustan correctamente, la mejoría es mínima o incluso puede dificultar la marcha.
“A diferencia de lo que se ve en los cómics y las películas de superhéroes, los exoesqueletos son realmente complicados de hacer”, dice el ingeniero mecánico. stevecollins de la Universidad de Stanford en California. Personalizar una bota de exoesqueleto para una persona es una tarea larga. El usuario tiene que venir al laboratorio durante cinco días seguidos para caminar en una cinta de correr durante dos horas. Además, debe usar un incómodo respirador y sensores para medir el aire inhalado y exhalado, con el fin de rastrear el consumo de energía por parte del cuerpo.
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Los investigadores ahora han diseñado un modelo de computadora que se hace cargo de parte de este trabajo. Basado en datos de 3.600 pruebas de laboratorio anteriores, el modelo descubrió cómo se puede aproximar el consumo de energía con solo mirar las medidas de los sensores del exoesqueleto. Esto significa que el usuario puede simplemente comenzar a caminar con la bota de exoesqueleto. La bota se puede ajustar aún más mientras se camina. Esto ya no tiene que hacerse en una caminadora en un laboratorio.
El método logró más del 95 por ciento de la eficiencia del enfoque de laboratorio, en una cuarta parte del tiempo y sin la necesidad de costosos equipos de respiración especializados. Collins dice que esta investigación finalmente podría hacer que los exoesqueletos sean prácticos y asequibles.
mochila de 9,2 kilos
Las botas de exoesqueleto utilizadas en las pruebas están fabricadas en aluminio y fibra de carbono. Tienen un motor que tira de una palanca para ayudar a girar el tobillo y empujar con más fuerza con los dedos de los pies.
El equipo descubrió que cuando se usaba fuera de un laboratorio, el dispositivo producía un aumento del 9 por ciento en la velocidad al caminar. En la marcha natural, las botas redujeron el consumo de energía en un 17 por ciento. Los investigadores calculan que este ahorro de energía equivale aproximadamente a quitarse una mochila de 9,2 kilogramos.
“Cuando comencé esto como profesor nuevo hace 12 años, nadie había diseñado un dispositivo que hiciera que caminar fuera más fácil para alguien”, dice Collins. “Todo lo que intentamos lo hizo más difícil. Pero creo que finalmente estamos aquí. Creo que en los próximos años veremos productos que realmente mejoren la vida de las personas, según esta investigación”.
Constantemente optimizado
Collins dice que el enfoque de enfoque no solo es más rápido y económico, sino que también se actualiza constantemente. Las pruebas de laboratorio pueden proporcionar una solución más precisa, pero pueden volverse menos adecuadas con el tiempo. “Estas cosas se pueden optimizar continuamente para sus necesidades mientras camina”, dice. “Tu cuerpo cambia lentamente, los músculos se adaptan, tus hábitos cambian, ganas o pierdes peso. Por lo tanto, la ayuda óptima también cambiará lentamente con el tiempo.’