Desarrollo actual de exoesqueletos de rehabilitación

En las últimas décadas se ha visto un desarrollo muy importante de la robótica, lo que ha
llevado a que los robots estén siendo usados en diversas aplicaciones que van desde la industria hasta la medicina. Entre sus diferentes ramas, una de las más populares ha sido la robótica de rehabilitación, cuyo objetivo es ayudar a las personas afectadas por una lesión a recuperar la capacidad de movimiento gracias al uso de dispositivos robóticos que pueden proveer una terapia consistente y eficiente. La cantidad de dispositivos relacionados a este tema ha crecido considerablemente y pueden hallarse distintos ejemplos desarrollados alrededor del mundo tanto para miembro superior como inferior, gracias al potencial que tienen para mejorar la terapia.

Ejemplos de exoesqueletos de pierna y brazo.

Debido a que los sistemas robóticos constituyen una herramienta de trabajo muy valiosa
para los fisioterapeutas y médicos traumatólogos, se pueden encontrar varios ejemplos de su uso en la rehabilitación de diferentes lesiones. La gran ventaja que ofrecen los sistemas robotizados es su capacidad de ayudar a realizar terapias simples, repetitivas e intensivas, incluso sin la presencia física del terapeuta. Algunos de los esfuerzos actuales se encaminan a crear dispositivos portátiles que puedan usarse en casa y en las actividades diarias. Otros se enfocan en la rehabilitación clínica u hospitalaria, principalmente para aquellos pacientes recién operados o con lesiones crónicos. Una de las características más útiles para los especialistas es la capacidad que se tiene con estos dispositivos de obtener datos de la terapia, lo que permite evaluar la evolución del paciente y tomar decisiones basándose en ello.

Además del diseño mecánico y la selección de los componentes y materiales del dispositivo, otro de los grandes retos relacionados al desarrollo de exoesqueletos de rehabilitación lo constituye el sistema de control. Éste debe considerar aspectos relacionados a la seguridad del paciente y del especialista, pero su principal función es conducir el buen funcionamiento del sistema durante la rehabilitación, lo que incluye la toma de decisiones basado en su comportamiento actual. De ahí que las propuestas actuales para los sistemas de control de exoesqueletos sea variada y se puedan encontrar algunos ejemplos en los que se incluyen señales provenientes del paciente y realizar así un control más completo.

En el tema del desarrollo de exoesqueletos de rehabilitación, se encuentra una mayor cantidad de ejemplos para el miembro inferior en comparación al miembro superior. Esto se debe principalmente a que el hombro es la articulación más móvil del cuerpo humano, por lo que su modelado y el diseño de dispositivos robóticos para rehabilitarlo tienen un alto grado de complejidad. Sin embargo, se hacen esfuerzos en esta área debido principalmente a que la prevalencia de lesiones en el hombro ha ido aumentando en los últimos años, siendo el ictus o infarto cerebral una de las principales causas de movilidad limitada en el miembro superior.

Referencias

1. Artículo sobre el presente y futuro de los exoesqueletos y la rehabilitación.
2. Artículo científico sobre el estado del arte de exoesqueletos de miembro superior.
3. Artículo científico sobre el estado del arte de exoesqueletos de miembro inferior.
4. Estado del arte sobre sistemas de control de exoesqueletos para rehabilitación.
5. Cifras mundiales de ictus o infartos cerebrales.

 

 

 

 

 

Son buenos tiempos para la robótica

Me muevo en el mundo de la robótica. Paso varias horas al día en un laboratorio donde hay varios de ellos y las preocupaciones habituales de los que trabajamos allí es que hay que mejorar el diseño del robot X, que el robot Y no está funcionando correctamente o que el robot Z sigue pesando demasiado. Al margen de todos esos gajes del oficio, el principal interés que tenemos es que lo que estamos desarrollando llame la atención y se convierta en un producto. Un producto que sea de utilidad para los humanos.

Son buenos tiempos para la robótica. Lo dicen las estadísticas y los abrumadores datos que predicen que este mercado apenas está despegando. Demos un vistazo a la información que se han publicado recientemente sobre el tema: la demanda global de robots industriales en 2013 fue tal que se vendieron 178, 132 unidades. Según los resultados preliminares,  se estima que en 2014 se vendieron más de 225, 000 unidades, un 27% más que en 2013.

Número de unidades de robots industriales vendidos entre 1995 y 2013.

¿Y qué decir de los robots de servicio? Muchos de nosotros hemos visto en las tiendas las famosas aspiradoras robot. Puede que usted tenga una en casa. Seguramente también conoce los juguetes robots (robots de entretenimiento), de los cuales hay perros, dinosaurios, y otros con apariencia humanoide. De estos últimos, no puedo dejar de mencionar al robot Pepper, del que se vendieron mil unidades en…¡tan sólo un minuto! Anteriormente escribí sobre esto en una columna que puede consultar aquí.

Robot Pepper de la compañía SoftBank Group.

En 2013 se vendieron cerca de 4 millones de robots de servicio para uso personal, un 28% más que en 2012. Las previsiones de ventas para el período 2014-2017 son asombrosas, como puede verse en la siguiente gráfica. ¿Cuánto dinero ganó la industria con estas ventas? Nada menos que 1.7 billones de dólares. Algo similar ocurrió con los robots de entretenimiento, que en 2013 aumentaron sus ventas un 12% que en 2012. Uno de los líderes en este sector sigue siendo LEGO® con sus robots Minstorms®.

Proyección de número de unidades vendidas de robots de servicio en el período 2014-2017. Datos preliminares de la ventas en 2013 y datos de venta en 2012.

Otro tema interesante a mencionar son los róbots de asistencia. Aquí encontramos exoesqueletos de rehabilitación, robots que asisten a personas mayores o discapacitadas, robots de inspección, entre otros. Aunque actualmente el mercado para estos productos es reducido, se prevé un rápido crecimiento en un plazo corto.

Uno de los indicadores que sostiene lo anterior, es el envejecimiento de algunas poblaciones, como Japón y España, y la reducción del número de trabajadores para cuidarlos. Una previsión de la División de la Población de la ONU indica que en 2050 habrá 72 ancianos por cada 100 personas en edad de trabajar en Japón frente a los 41 que había en 2013. Para el mismo año, las personas mayores de 65 años representarán el 30% de la población en España.

El Ministerio de Industria japonés ha previsto que en la próxima década, los fabricantes locales de robots especializados en la rehabilitación y el cuidado de ancianos llegarán a tener una ganancia en conjunto de 1, 000 millones de dólares anuales frente a los 140 millones que obtiene actualmente.

Dejando a un lado las cifras, recuerdo que en una conferencia de un reconocido experto en robótica, éste nos planteó que el futuro de esta rama de la ingeniería no estaba en aquellos robots grandes o demasiado sofisticados, sino en los que pueden producirse y venderse masivamente. Nos recordó que 20 años atrás pocas personas tenían más de una computadora u ordenador en casa. Luego llegó el boom de los celulares o móviles, que se hicieron imprescindibles para nosotros.

¿Serán los robots esos nuevos dispositivos que todos desearán tener? Mis colegas y yo hace tiempo apostamos que sí, y por eso día a día intentamos resolver esas preocupaciones de las que hablé al inicio. Nos levantamos cada día con la ilusión de que lo estamos desarrollando algún día llegue a usted, estimado lector.

Referencias

1. Estadísticas de la International Federation of Robotics.
2. Robot Pepper de SoftBank Group.
3. Informe «Migraciones de Reemplazo: ¿Una Solución ante la Disminución y el Envejecimiento de las Poblaciones?», de la División de la Población de la ONU.
4. Los robots podrán ser parte de tu cuerpo en el futuro de Forbes México.
5. El envejecimiento de la población de la Fundación General CSIC de España.

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¡Comienza la aventura!

Hace diez años descubrí que la aplicación de la ingeniería electrónica a la medicina me apasionaba. Desde entonces, he tenido la oportunidad de participar en distintos proyectos en esta área y la experiencia ha sido fascinante. Actualmente estoy realizando una investigación en robótica de rehabilitación como parte de mis estudios doctorales y he observado que la información relacionada que hay en español es muy escasa.

Por eso tomé la decisión de abrir este espacio en el que deseo compartir las novedades y los avances que hay en la robótica y la tecnología aplicadas a las ciencias médicas. Uno de los objetivos es contar con la colaboración de expertos, que puedan ampliar los interesantes temas que se desprenden de esa simbiosis que tiene como resultado prótesis, exoesqueletos, robots cirujanos, sistemas de medición, dispositivos médicos, etc.

Otro objetivo es presentar esos temas con rigor científico, pero sin usar un lenguaje técnico que pierda a los lectores. Deseo informar, no aburrir.

La crítica CONSTRUCTIVA siempre será bienvenida por parte de los lectores, así como el deseo de participar en la publicación de algún tema. Para ello, por favor dirigirse a la sección de Contacto.

Comienza la aventura, una muy emocionante que espero que disfruten tanto como yo. Desde ya, ¡gracias por leerme!