Los científicos desarrollan un exoesqueleto para ayudar a los amputados a caminar con menos esfuerzo

Los científicos han desarrollado un exoesqueleto que permite a los amputados sentir que “caminan con pies normales” utilizando motores eléctricos que funcionan con baterías.

El robusto exoesqueleto, que se envuelve alrededor de la cintura y la pierna, fue desarrollado por un equipo de ingenieros de la Universidad de Utah en Salt Lake City.

Está diseñado para personas con amputaciones por encima de la rodilla y utiliza motores eléctricos y microprocesadores que funcionan con baterías para reducir el esfuerzo de caminar.

El marco de 5.4 libras está hecho de material de fibra de carbono y un compuesto de plástico y aluminio y puede caminar millas entre cargas, según sus creadores.

Aquellos que lo usaron experimentaron una reducción del 15.6 por ciento en la tasa metabólica, dijo el equipo, que es el equivalente a quitarse una mochila de 26 libras mientras salían a caminar.

No saben cuánto costará el dispositivo final o cuándo estará disponible para uso general, pero esperan lanzarlo al mercado pronto.

Los científicos han desarrollado un exoesqueleto que permite a los amputados sentir que “caminan con pies normales” utilizando motores eléctricos que funcionan con baterías. En la foto aparecen el voluntario Stan Schar (derecha) y el ingeniero profesor Tommaso Linzi (izquierda).

El robusto exoesqueleto, que se envuelve alrededor de la cintura y la pierna, fue desarrollado por un equipo de ingenieros de la Universidad de Utah en Salt Lake City.

El robusto exoesqueleto, que se envuelve alrededor de la cintura y la pierna, fue desarrollado por un equipo de ingenieros de la Universidad de Utah en Salt Lake City.

¿Cómo funciona?

Una amputación por encima de la rodilla reduce gravemente la movilidad y la calidad de vida de millones de personas.

Caminar con las prótesis de pierna disponibles es en gran medida ineficaz y la economía de caminar mal es un problema importante.

Entonces, un equipo de la Universidad de Utah creó un exoesqueleto de cadera autónomo e impulsado por IA.

En lugar de caminar para la persona, está diseñado para ayudar a la extremidad restante.

La prueba encontró que mejora significativamente la economía de la marcha metabólica en un 15,6%.

Todos los participantes pudieron caminar por encima del suelo con el exoesqueleto, incluido el inicio y la parada, sin cambios notables en el equilibrio o la estabilidad de la marcha.

Este estudio muestra que ayudar al miembro residual del usuario con un exoesqueleto de cadera eléctrico es una solución viable para mejorar la economía de la marcha en los amputados.

Descubrieron que al reducir significativamente el costo metabólico de caminar, el exoesqueleto de la cadera puede tener un efecto positivo significativo en el movimiento.

Una amputación por encima de la rodilla reduce gravemente la movilidad y la calidad de vida de millones de personas, debido en gran parte a la extirpación de tantos músculos de la pantorrilla en la cirugía.

Las prótesis de pierna estándar no replican completamente las funciones biomecánicas de la pierna humana, pero el nuevo exoesqueleto mejora la fuerza y ​​el rango de movimiento.

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“Como resultado de esto, aunque tiene la capacidad de mover la cadera, su capacidad para caminar es muy pobre”, dijo el profesor asociado Tommaso Linzi, quien dirigió el equipo de diseño.

“Hay una falta de fuerza y ​​rango de movimiento”, dijo cuando pierde una pierna.

Las personas con amputaciones por encima de la rodilla trabajan más duro mientras caminan, esforzando el resto de la extremidad y los músculos sanos de la extremidad para compensar la falta de energía de la prótesis.

El objetivo del exoesqueleto del profesor Lindsey es proporcionar esa energía extra hasta que caminar se vuelva normal nuevamente, acercándolo lo más posible a tener piernas normales.

El dispositivo cuenta con un actuador electromecánico liviano y eficiente que se conecta al muslo del usuario sobre el área de amputación.

El cinturón alrededor de la cintura contiene sistemas electrónicos personalizados, microcontroladores y sensores que funcionan con algoritmos de control avanzados.

“La IA del exoesqueleto comprende cómo se mueve una persona y la ayuda a moverse”, dijo Dante Archangelli, estudiante de posgrado y coautor.

“El gatillo se puede cambiar entre el lado derecho e izquierdo del arnés principal para adaptarse a cualquier pierna”.

El dispositivo cuenta con un actuador electromecánico liviano y efectivo conectado al muslo del usuario sobre el área de amputación.

El dispositivo cuenta con un actuador electromecánico liviano y efectivo conectado al muslo del usuario sobre el área de amputación.

El objetivo del exoesqueleto del profesor Lindsey es proporcionar esa energía extra para que caminar vuelva a ser normal, acercándolo lo más posible a tener piernas normales.

El objetivo del exoesqueleto del profesor Lindsey es proporcionar esa energía extra para que caminar vuelva a ser normal, acercándolo lo más posible a tener piernas normales.

A diferencia de un traje eléctrico que le da al superhéroe de Marvel, Iron Man, fuerza adicional u otros trajes de exoesqueleto que ayudan a los trabajadores a levantar cargas pesadas, el exoesqueleto del profesor Lindsey le da al usuario la fuerza adicional suficiente para caminar.

El profesor lo compara con una bicicleta eléctrica con un motor que ayuda al ciclista a mover la bicicleta cuesta arriba.

El equipo de investigadores realizó un estudio en el que seis personas con amputaciones por encima de la rodilla probaron el exoesqueleto mientras se registraba su tasa metabólica.

Los pacientes caminaron en una cinta rodante con y sin el dispositivo mientras se midieron los niveles de oxígeno y dióxido de carbono.

Diseñado para amputados por encima de la rodilla, utiliza motores eléctricos y microprocesadores que funcionan con baterías para reducir el esfuerzo de caminar.

Diseñado para amputados por encima de la rodilla, utiliza motores eléctricos y microprocesadores que funcionan con baterías para reducir el esfuerzo de caminar.

El cuadro de 5.4 libras está hecho de fibra de carbono y un compuesto de plástico y aluminio y puede caminar millas entre cargas, según sus creadores.

El cuadro de 5.4 libras está hecho de fibra de carbono y un compuesto de plástico y aluminio y puede caminar millas entre cargas, según sus creadores.

STAN SCHAAR, 74, PRUEBA EL NUEVO EXOESQUELETO

Stan Sharr, quien perdió la pierna izquierda en un accidente mientras ayudaba a un vecino, nunca pensó que volvería a sentir la sensación de caminar sin esfuerzo con las piernas sanas.

Stan Sharr prueba el traje de exoesqueleto

Stan Sharr prueba el traje de exoesqueleto

Luego, ponte un nuevo exoesqueleto experimental.

“Sentí que un viento fuerte estaba detrás de mí, empujándome en la carretera”, dice el hombre de 74 años en el condado de Salt Lake, Utah, sobre el uso del nuevo dispositivo.

Para Char, la experiencia de usar el exoesqueleto fue tan cercana a una pierna humana como cualquier otra cosa, dice.

“La primera vez que lo usé, fue como si mis músculos se hubieran fusionado por completo con este exoesqueleto y les estuviera ayudando a moverse más rápido”, dijo.

Ayudó a que mis piernas se relajaran, avanzaran y caminaran. Probablemente podría caminar millas con esta cosa porque estaba ayudando a mis músculos.

Hace siete años, Schaar estaba ayudando a un amigo a arrancar dos camionetas cuando uno de los vehículos se desvió accidentalmente hacia adelante y le aplastó la pierna.

En la amputación y la cirugía de seguimiento, los médicos tuvieron que extirpar gran parte del músculo de la pierna.

“Soy alguien a quien no le queda mucho músculo en las extremidades”, dice.

Este dispositivo compensa mucho de lo que tuvieron que llevarse. No hay nada que pueda reemplazar una pierna de carne y hueso, pero eso se acerca mucho.

Todos los que probaron el exoesqueleto mejoraron su tasa metabólica, en otras palabras, redujeron su gasto de energía, en un promedio del 15,6% mientras lo ejecutaban.

Es el equivalente a quitarse una mochila de 26 libras. Esa es una mejora realmente grande, dice, y agrega: “Estamos muy cerca de lo que la persona promedio gasta a la misma velocidad.

“El consumo metabólico es casi indistinguible del de una persona sana, dependiendo de su nivel de forma física”.

Stan Sharr, quien perdió su pierna izquierda en un accidente mientras ayudaba a un vecino, dijo que nunca pensó que sentiría la sensación de caminar con ambas piernas sin esfuerzo.

Luego se puso un nuevo exoesqueleto experimental y dijo: “Sentí como si un viento fuerte estuviera detrás de mí, empujándome por el camino”.

Schaar, de 74 años, dice que la experiencia de usar el exoesqueleto fue tan cercana a una pierna humana como cualquier otra cosa, dice.

“La primera vez que lo usé, fue como si mis músculos se hubieran fusionado por completo con este exoesqueleto y les estuviera ayudando a moverse más rápido”, dijo.

Ayudó a que mis piernas se relajaran, avanzaran y caminaran. Probablemente podría caminar millas con esta cosa porque estaba ayudando a que mis músculos se movieran.

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“Soy una persona a la que no le queda mucho músculo en la extremidad restante”, dice. Este dispositivo compensa mucho de lo que tuvieron que llevarse.

No hay nada que pueda reemplazar una pierna lesionada con carne y hueso, pero eso está bastante cerca. Espero que pongan esto en el mercado pronto.

La profesora Lindsey dijo que este momento podría suceder rápidamente. Cree que el exoesqueleto podría estar disponible a los dos años.

Una subvención de $ 985,000 (£ 724,000) del Departamento de Defensa de EE. UU. Financió el desarrollo de esta nueva tecnología de exoesqueleto para veteranos.

A principios de este año, el profesor Lindsey y su equipo recibieron una nueva subvención de $ 584,000 (£ 429,000) de la National Science Foundation para desarrollar aún más el dispositivo.

Esto podría incluir más estudios clínicos para mejorar el dispositivo y mejorar su efectividad para personas con diferentes tipos de amputaciones.

Los resultados fueron publicados en la revista medicina natural.

El exoesqueleto que se puede poner en la mochila puede ayudar a los humanos a caminar con facilidad al reducir la presión sobre sus rodillas.

Investigadores de la Queen's University en Kingston, Ontario, han desarrollado un exoesqueleto liviano que reduce la cantidad de energía necesaria para caminar en un 3.3%.

Investigadores de la Queen’s University en Kingston, Ontario, han desarrollado un exoesqueleto liviano que reduce la cantidad de energía necesaria para caminar en un 3.3%.

Caminar erguidos es una de las cosas que nos hace humanos, pero no es el medio de transporte más eficiente.

Investigadores en Canadá ahora han desarrollado un exoesqueleto liviano que reduce la cantidad de energía necesaria para caminar.

El dispositivo, la mayor parte del cual se encuentra en una mochila, puede permitir que una persona camine más lejos sin cansarse.

El exoesqueleto también absorbe la energía cinética del usuario mientras camina y pronto puede generar suficiente energía eléctrica para cargar un teléfono inteligente u otros dispositivos pequeños.

Para los pies como los humanos, la secuencia desde que un pie toca el suelo hasta que el mismo pie vuelve a tocar se llama “ciclo de caminar”.

La mayoría de los exoesqueletos transfieren energía de una etapa a otra del ciclo de la marcha.

“Caminar es un proceso muy delicado y mejorado, lo que dificulta el uso de exoesqueletos para mejorar la eficiencia de la caminata”. Él dice Qingguo Li, profesor de ingeniería mecánica y de materiales en la Queen’s University en Kingston, Ontario.

Pero según una investigación publicada en la revista Ciencias, el dispositivo ideado por el equipo de Li extrae energía del ciclo, ayudando a los músculos de la rodilla durante el “swing final”, o la etapa final de la marcha, cuando la pierna está adelantada y el pie está a punto de tocar el suelo.

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