Exoesqueletos mecánicos para trabajos pesados

Los exoesqueletos mecánicos o exotrajes son algo así como “robots para llevar puestos”. Aunque originalmente daban a la persona el aspecto de un soldado del espacio salido de cualquier película de ciencia ficción cada vez son más comunes. Y con el advenimiento de materiales como la fibra de carbono y nuevas técnicas de diseño y fabricación también son más ligeros y resistentes. Pero tras esa ligereza se esconde un gran poderío: muchos modelos además de soportar el peso de una persona están diseñados para ayudar a levantar pesos o incluso ampliar su movilidad mediante motores y sistemas hidráulicos.

Algunos de estos diseños, como los exoesqueletos de la Virginia Tech University son estructuras de varias piezas de fibra de carbono perfectamente calculadas y medidas que se unen en una especie de mochila que se ata a la cintura, el torso y las piernas. Cuando la persona realiza movimientos tales como agacharse para recoger un gran peso la estructura se comba como si fuera un arco flexible. Eso acumula energía que luego se libera ayudando a completar el gesto cuando el usuario se estira. “Es un aparato que confiere una especie de superpoder”, dicen sus inventores.

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Un exoesqueleto para levantar peso

Para comprobar qué tal se comporta este exoesqueleto ni siquiera hace falta preguntar a quienes lo usan: empleando unos sensores se mide la actividad cerebral del usuario durante su uso, algo que ya han hecho en circunstancias reales tras llevarlo puestos varias horas al día. Según las pruebas llevadas a cabo en Lowe’s (una cadena de tiendas de bricolaje y materiales de construcción) su actividad cerebral mostraba un buen grado de disfrute y aceptación. Lo mismo que un ordenador personal de gama alta.

Estos exotrajes también existen en versiones más avanzadas y tecnológicas: el CSIC y la empresa Marsi Bionics hace un año que presentaron un exoesqueleto de marcha pediátrico de cuerpo completo para niños, que añadía motores para aportar movimiento y fuerza a los pequeños con atrofia muscular.

Otras iniciativas similares han destacado en los últimos años por estar cerca de los usos reales. Los exoesqueletos de SuitX, con su precio sensiblemente inferior al resto, son un buen ejemplo. Hay modelos tanto para ayudar a caminar como para proteger zonas concretas del cuerpo: espalda, hombros, rodillas y codos. Estos modelos se venden por unos 3.000 dólares la unidad, o 5.000 dólares el “par de piernas”.

Un invento no exento de limitaciones

A pesar de su gran utilidad, la tecnología de los exoesqueletos mecánicos todavía tiene algunos problemas que resolver. En los modelos eléctricos es el de la energía: es difícil encontrar una buena forma de almacenarla, y la consumen con especial avidez. Se han probado diversos tipos de baterías (químicas, células de combustible, etcétera), pero es complicado dar con alguna que proporcione una duración que vaya más allá de unas pocas horas.

Gracias a materiales como la fibra de carbono y nuevas técnicas de diseño y fabricación, los exoesqueletos son más ligeros y resistentes

Otra de las complicaciones es la difícil imitación del esqueleto humano: algunas articulaciones como las de las caderas, codos o la columna vertebral son prácticamente imposibles de imitar mecánicamente con suficiente precisión y flexibilidad. Con nuevos diseños en materiales más flexibles y con más piezas, como los de fibra de carbono, se espera superar las limitaciones de los tradicionales de aluminio o titanio, manteniendo la misma resistencia. Todo esto además se complica por las particulares necesidades de tallaje de cada persona.

El último problema es el de la sensibilidad a la hora de hacer actuar los motores y sistemas de movimiento de los exoesqueletos. Para los humanos es una tarea sencilla, y los pequeños errores e imprecisiones se corrigen fácilmente, pero para las señales digitales es toda una serie de complejos cálculos de tiempo, velocidades y fuerza. Además de eso el exoesqueleto ha de detectar movimientos erróneos y también inseguros, como los molestos tics, que podrían dañar al usuario. Algunos exoesqueletos, como el que enseñó la École Polytechnique Fedérale de Lausanne se han especializado en conseguir que las personas mayores no se caigan pese a que tambaleen. En otros casos dicen que el problema más tonto al llevar puesto uno de estos exotrajes es simplemente… estornudar.