Nuevos retos tecnológicos en biorobótica e ingeniería de rehabilitación

11 10 2010

Josep M. Font Llagunes

CREB – Centre de Recerca en Enginyeria Biomèdica

Universitat Politècnica de Catalunya

http://www.creb.upc.es

La investigación en productos tecnológicos que tengan por finalidad la mejora de la calidad de vida de la población es actualmente estratégica en los planes de investigación y desarrollo (I+D) de muchos países desarrollados. Es por este motivo que cada vez hay más grupos, tanto de universidades como de empresas privadas, que se dedican a proyectos relacionados con el desarrollo de robots humanoides que imitan el movimiento humano (biorobots), o de dispositivos para rehabilitar el movimiento de personas con alguna patología del aparato locomotor. A pesar de la gran cantidad de tiempo y capital humano invertido en estas áreas, aún quedan muchos retos tecnológicos para alcanzar.

En el ámbito de la robótica humanoide, hay dos enfoques claramente diferenciados. El más clásico tiene por finalidad la construcción de robots muy versátiles, que pueden llevar a cabo muchas tareas, pero que por otra parte les falta autonomía debido al elevado coste energético necesario para garantizar la estabilidad de los diferentes movimientos. El enfoque más actual se basa en la construcción de robots que tienen un coste energético muy similar al de la marcha de las personas (limit cycle walkers), lo que favorece su autonomía, pero que por el contrario ofrecen muy poca versatilidad; de hecho, sólo están preparados para caminar. En la actualidad, un reto muy importante es el diseño y desarrollo de “robots híbridos” que combinen los dos enfoques anteriores. Es decir, se debe alcanzar un compromiso entre autonomía energética y versatilidad. Desarrollar robots con mucha autonomía de baterías y, a la vez, suficientemente estables es el objetivo final que deben tener en mente los diseñadores de robots.

En el terreno de la ingeniería de rehabilitación, cada vez hay más investigación en “neurorobótica”, la ciencia que estudia la interacción entre el sistema nervioso central y los sistemas robóticos de asistencia. Sin embargo, el diseño de la mayoría de dispositivos ortésicos todavía se realiza a partir de unas especificaciones dadas, y su control se ajusta por prueba y error haciendo tests sobre el propio paciente. El gran reto es desarrollar herramientas informáticas que permitan simular de forma virtual la dinámica de interacción entre la ortesis diseñada y la persona. De esta manera mejoraría la calidad de vida del paciente, ya que no se le debería molestar tantas veces, y se ahorraría tiempo tanto de médicos e ingenieros, como del mismo paciente. Estas herramientas permitirían, además, ensayar diferentes estrategias de control de los dispositivos y sus efectos sobre el movimiento del paciente. Otro reto muy importante es desarrollar dispositivos de asistencia que sean cómodos y ergonómicos, y que garanticen un coste metabólico bajo del paciente.

Dada la complejidad del estudio de la interacción entre el cuerpo humano y los dispositivos artificiales de asistencia, la consecución de los retos anteriores requiere de equipos muy multidisciplinares en los cuales convivan profesionales del ámbito de la salud (médicos, ortopedas, etc.) con profesionales del sector tecnológico (ingenieros mecánicos, robóticos, de control, electrónicos, biomédicos, informáticos, etc.). La buena coordinación y comunicación entre dichos profesionales son aspectos fundamentales a tener en cuenta para asegurar el éxito de los proyectos.