Un nuevo brazo biorobótico podría conducir a un dispositivo portátil para pacientes con temblores

Un nuevo brazo biorobótico podría conducir a un dispositivo portátil para pacientes con temblores

Se estima que alrededor de 80 millones de personas en todo el mundo viven con temblores. Por ejemplo, quienes viven con la enfermedad de Parkinson. Los movimientos periódicos involuntarios a veces afectan en gran medida la forma en que los pacientes pueden realizar las actividades diarias, como caminar. B. beber de un vaso o escribir. Los dispositivos robóticos blandos portátiles ofrecen una solución potencial para suprimir tales temblores. Sin embargo, los prototipos existentes aún no son lo suficientemente sofisticados como para ofrecer una solución real.

Científicos del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (MPI-IS), la Universidad de Tubinga y la Universidad de Stuttgart, en colaboración con Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (Bits), quieren cambiar esta situación. El equipo destripó un brazo biorobótico con dos hebras de músculos artificiales atados al antebrazo. Como se ve en este vídeo, el brazo biorobótico, al que aquí nos referimos como paciente mecánico, simula temblores. Se registraron y proyectaron múltiples temblores reales en el brazo biorobótico, que luego reflejaba a cada paciente sacudiendo la muñeca y la mano. Una vez que se activa la supresión del temblor, los músculos artificiales livianos compuestos por actuadores electrohidráulicos se contorsionarán y relajarán para compensar el movimiento hacia adelante y hacia atrás. Ahora los temblores apenas se pueden sentir ni ver.

El equipo pretende lograr dos objetivos con este brazo: primero, ve su brazo biorobótico como una plataforma para que otros científicos en el sitio prueben nuevas ideas en tecnología de exoesqueleto de asistencia. Junto con sus simulaciones biomecánicas por ordenador, los desarrolladores pueden confirmar rápidamente qué tan bien funcionan sus músculos artificiales blandos, evitando pruebas clínicas costosas y que requieren mucho tiempo en pacientes reales, lo que ni siquiera es legalmente posible en algunos países.

Además, el brazo sirve como banco de pruebas para los músculos artificiales por los que el Departamento de Materiales Robóticos del MPI-IS es conocido en la comunidad científica. A lo largo de los años, los llamados Hasel se han perfeccionado y mejorado. La visión del equipo es que los avellanas algún día se conviertan en los componentes básicos de un dispositivo de asistencia portátil que los pacientes con temblores puedan usar cómodamente para afrontar mejor las tareas cotidianas, como sostener una taza.

"Vemos un gran potencial para que nuestros músculos se conviertan en los componentes básicos de una prenda que uno pueda usar muy discretamente, de modo que otros ni siquiera se den cuenta de que la persona está sufriendo un temblor", dice Alona Shagan Shomron, investigadora postdoctoral en el departamento de materiales robóticos del MPI-IS y primera autora de un artículo de investigación publicado en la revista Device. "Hemos demostrado que nuestros músculos artificiales basados ​​en la tecnología Hasel son lo suficientemente rápidos y fuertes para una amplia gama de temblores de muñeca. Esto demuestra el gran potencial de una ayuda portátil basada en Hasel para las personas que viven con temblores", añade Shagan.

"Con la combinación de paciente mecánico y modelo biomecánico, podemos medir si todos los músculos artificiales probados son lo suficientemente buenos para suprimir todos los temblores, incluso los más fuertes. Así, si alguna vez creamos un dispositivo portátil, podemos personalizarlo para que respondamos a cada temblor individualmente", añade Daniel Häufle. Es profesor del Instituto Hertie de Investigación Clínica del Cerebro de la Universidad de Tubinga. Entre otras cosas, creó la simulación por ordenador y recopiló datos sobre los temblores de los pacientes.

El paciente mecánico nos permite probar el potencial de las nuevas tecnologías en una etapa muy temprana de su desarrollo, sin la necesidad de realizar pruebas clínicas costosas y que requieren mucho tiempo en pacientes reales. Muchas buenas ideas a menudo no se llevan a cabo porque los ensayos clínicos son costosos, requieren mucho tiempo y son difíciles de financiar en las primeras etapas del desarrollo tecnológico. Nuestro paciente mecánico es la solución que nos permite probar el potencial desde una fase muy temprana del desarrollo. “

Syn Schmitt, profesor de biofísica computacional y biorobótica, Universidad de Stuttgart

"La robótica tiene un gran potencial para aplicaciones sanitarias. Este exitoso proyecto muestra el papel clave que desempeñan los materiales flexibles y deformables basados ​​en sistemas robóticos blandos", concluye Christoph Keplinger, director del departamento de materiales robóticos de MPI-IS.

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