Unha nova prótese robótica lixeira permite subir escaleiras e dar zancadas

Desenvolven unha perna para persoas amputadas que reproduce a biomecánica do xeonllo, o nocello e a articulación do dedo do pé

Persona amputada usando la Utah Bionic Leg. / HGN Lab for Bionic Engineering at the University of Utah

A maioría das próteses de pernas robóticas actuais son demasiado pesadas, voluminosas e ineficientes para o seu uso cotián. Un equipo de investigación da Universidade de Utah (EE.UU.) busca resolver este problema co desenvolvemento da primeira prótese de perna robótica do mundo que ten o mesmo peso e tamaño que as que non teñen motor. A innovación expón un novo horizonte de mobilidade para as persoas amputadas.

Os autores indican que o novo dispositivo é o que máis se asemella a unha perna humana até a data. Conta con articulacións motorizadas en xeonllo, nocello e dedos do pé, o que permite ao usuario realizar actividades físicas esixentes. Cunha autonomía estimada de varios días de uso. Os resultados do traballo publícanse esta semana en Science Robotics.

A Utah Bionic Leg é unha prótese de perna robótica para persoas amputadas por encima do xeonllo. Ten tres articulacións activas: o xeonllo, o nocello e o dedo do pé. Cada articulación ten actuadores robóticos potentes e lixeiros, alimentados por unha batería integrada. Os actuadores robóticos proporcionan enerxía do mesmo xeito que o fan os músculos á perna humana.

“Ás persoas con amputación por encima do xeonllo xeralmente pónselles próteses pasivas nas que a enerxía necesaria para moverse débea proporcionar a perna non amputada. Isto é realmente esgotador e ineficiente. Incluso algo tan simple como camiñar ou porse de pé convértese en todo un desafío, xa que toda a enerxía provén dunha soa perna en lugar de dous. Outras actividades, como subir escaleiras paso a paso, simplemente non son posibles”, explica Tommaso Lenzi, coautor do estudo e director do HGN Lab de Enxeñaría Biónica na Universidade de Utah.

Substitúe a función do xeonllo, o nocello e o dedo do pé

A nova perna biónica substitúe a función do xeonllo, o nocello e o dedo do pé que faltan. Así, unha persoa amputada pode camiñar ou porse de pé con máis facilidade xa que a perna robótica xera a mesma potencia que a perna biolóxica non amputada. “Con este desenvolvemento é posible realizar actividades fose do alcance das próteses convencionais, como subir escaleiras, porse en crequenas ou dar zancadas“, engade o investigador.

O desenvolvemento da Utah Bionic Leg inspírase no movemento da perna humana para mellorar a autonomía da prótese.

En particular, os enxeñeiros descubriron que a dinámica pasiva ten un papel importante na axilidade e a eficiencia das pernas humanas, debido á interacción entre as cargas de inercia e a gravidade para conservar enerxía nas pernas. O equipo tamén advertiu que as pernas humanas poden xerar un alto torque e unha alta velocidade, pero non ao mesmo tempo.

A partir destes estudos, deseñouse un sistema que adapta pasivamente a súa configuración a través de resortes e articulacións para aproveitar a dinámica natural da marcha. Deste xeito, os motores e as baterías non necesitan facer tanto traballo.

“Estas novas tecnoloxías de actuación son a innovación central de Utah Bionic Leg. Por exemplo, o noso pé robótico utiliza un tendón artificial que conecta o nocello e as articulacións do dedo do pé, de modo que cando o dedo do pé dóbrase, o nocello se flexiona, conservando a enerxía mecánica e reducindo o consumo de enerxía eléctrica”, explica Lenzi.

Durante as probas realizadas por tres acodes con amputacións por encima do xeonllo, os resultados mostraron que, mesmo cando o motor da prótese estaba apagado, era posible camiñar de forma nativa.

“Estímase que a Utah Bionic Leg permitiría dar uns 15.500 pasos cunha soa carga de batería. Unha cifra superior á media de pasos dados por persoas con amputación de membros inferiores, uns 1.500 pasos ao día. En persoas non amputadas a estimación é de 7.500-10.000 pasos ao día”, escriben os autores.

“Por tanto, os experimentos suxiren que o dispositivo podería soportar varios días de uso cunha soa carga de batería”, indican.

Socio comercial

O equipo da Universidade de Utah xa está a buscar a maneira de comercializar a innovación. Recentemente, comezaron a traballar con Ottobock ?a empresa de prótese máis grande do mundo? para desenvolver unha nova xeración de prótese que poida soportar o uso diario e que supere as probas de certificación necesarias co obxecto de chegar ao mercado.

“É difícil predicir como de rápido progresaremos, pero se todo sae ben, poderiamos logralo nun tres anos”, estima Lenzi.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.