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Exotraje para caminar adaptativo

18.11.2021

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard. John A. Paulson (SEAS, EE. UU.) ha desarrollado un nuevo exotraje robótico que puede adaptarse a una persona específica y adaptarse a diversas tareas de caminar. El sistema bioinspirado utiliza mediciones de ultrasonido de la dinámica muscular.

Las personas rara vez caminan a una velocidad constante y sobre una superficie perfectamente nivelada. Aceleramos cuando nos apresuramos a la siguiente reunión, cuando respondemos a una señal de paso de peatones. O disminuimos la velocidad cuando vamos a dar un paseo por el parque. La superficie y su ángulo de inclinación también cambian constantemente, ya sea que estemos caminando o subiendo una rampa hacia un edificio. Además, nuestra forma de caminar está influenciada por nuestras características fisiológicas: sexo, altura, edad y fuerza muscular, y en ocasiones por trastornos neurológicos o musculares como un ictus o la enfermedad de Parkinson.

Tal variabilidad dificulta el desarrollo de un exotraje versátil, esencialmente un robot portátil, que ayudará a las personas a caminar en la vida cotidiana. Los robots asistentes para caminar de hoy en día tardan horas en configurarse, y en ocasiones a mano. Esta es una tarea tediosa para personas sanas y, a menudo, imposible para ancianos o pacientes clínicos.

En el pasado, al desarrollar perfiles de asistencia individual para exotrajes robóticos, los científicos se centraron en los movimientos dinámicos de las extremidades del usuario. Los investigadores de SEAS adoptaron un enfoque diferente. Usaron ultrasonido para "mirar" debajo de la piel y midieron directamente cómo actúan los músculos del usuario durante diferentes tipos de caminata.

Los científicos conectaron un sistema de ultrasonido portátil a las pantorrillas de los participantes del estudio y visualizaron sus músculos mientras realizaban una serie de tareas para caminar. Con base en estas imágenes pregrabadas, el grupo estimó cuánta fuerza de asistencia se necesitaba aplicar en paralelo con el trabajo de la pantorrilla para compensar el trabajo muscular adicional necesario para empujar la pierna de la persona mientras camina.

El nuevo sistema tomó solo unos segundos de caminata, o incluso solo un paso, para capturar el perfil de los músculos. Luego, para cada perfil generado por ultrasonido, los investigadores midieron cuánta energía metabólica usaba la persona mientras caminaba con y sin exotraje. Resultó que el exotraje reduce significativamente la energía metabólica al caminar a diferentes velocidades y sobre diferentes superficies.

Cuando se probó en condiciones reales, el exotraje pudo adaptarse rápidamente a los cambios en la velocidad al caminar y la pendiente de la superficie.

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La tableta Onda V972 está impulsada por la nueva plataforma de procesador de cuatro núcleos Allwinner A31, y la resolución de pantalla de 9,7 pulgadas es de 2048x1536 píxeles, similar al iPad de Apple de las últimas dos generaciones. Onda V972 funciona con Google Android 4.1 Jelly Bean OS, el fabricante ha prometido lanzar una actualización a la nueva versión del sistema 4.2 en un futuro próximo.

Otras especificaciones incluyen un módulo de RAM de 2 GB, almacenamiento incorporado de 16 GB, espacio de usuario ampliable con tarjetas de memoria microSD. La batería recargable proporciona de 8 a 10 horas de duración de la batería dependiendo del modo de uso. El costo de la tableta Onda V972 es de solo 240 dólares estadounidenses.

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