El nuevo robot que permite a personas con paraplejía «ponérselo» sin ayuda, levantarse y caminar
Bioingenieros presentan un nuevo robot vestible concebido para personas hemipléjicas que es capaz de caminar hasta ellas para que puedan «ponérselo» directamente desde su silla de ruedas sin ayuda de otras personas.
Por Enrique Coperías
El WalkON Suit F1, a caballo entre un humanoide y un robot vestible, puede caminar hasta el usuario y permite que este se lo ponga sin ayuda de un tercero. Vídeo: The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
Investigadores del Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST), en Corea del Sur, han presentado un nuevo robot vestible o wearable desarrollado para personas con graves problemas de parálisis corporal que es capaz caminar hasta ellas para que puedan llevarlo directamente desde su silla de ruedas, sin ayuda de otras personas.
Además, el equipo del profesor Kyoungchul Kong del KAIST participa en la categoría Robots Wearables de la tercera edición de CYBATHLON, la olimpiada biónica organizada por la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, que se celebra desde el 25 al 27 de octubre en Zúrich. Hace cuatro años, el equipo surcoreano ganó la medalla de oro.
Esta nueva versión del robot wearable para personas parapléjicas, bautizado como WalkON Suit F1, ha sido desarrollada por el profesor Kyoungchul Kong, CEO y fundador de Angel Robotics, del Departamento de Ingeniería Mecánica del KAIST.
Pensado para personas con lesiones de grado A
WalkON Suit es un robot vestible para personas que sufren paraplejías que el equipo de investigación ha estado investigando continuamente desde 2015. Este robot ayuda a personas con lesiones de grado A o parálisis completa, en la escala de discapacidad de la Asociación Norteamericana de Lesiones Medulares (ASIA), el nivel más grave de paraplejía.
El grado A se corresponde con una lesión completa de la columna vertebral, e implica una pérdida total de la función y la sensibilidad por debajo de la zona de la lesión. Estas lesiones pueden afectar a la función y movilidad de las extremidades, así como al control de esfínteres. Aunque es posible recuperarse parcialmente de una lesión de grado A, los casos de recuperación son raros.
Por lo tanto, el propósito de desarrollo planteado por el equipo de Kong es diferente al de otros robots destinados a terapia de rehabilitación y asistencia a la fuerza muscular y que actualmente suministran Angel Robotics a nivel nacional en Corea del Sur.
Aspecto y especificaciones básicas del robot ponible WalkON F1 para personas con paraplejía. Crédito: The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
El equipo de investigación del profesor Kong anunció por primera vez el WalkON Suit 1 en 2016, y cuatro años más tarde presentó el WalkON Suit 4, cuya velocidad de marcha alcanzaba los 3,2 km/h, lo que igualaba a la velocidad normal a la que caminan las personas sin discapacidad. Además, el robot ponible demostró la capacidad de atravesar obstáculos, como pasillos estrechos, puertas y escaleras, que pueden encontrarse en la vida cotidiana.
Sin embargo, tenía el mismo problema fundamental que presentan todos los robots vestibles, y es que necesitan la ayuda de otras personas para vestirse el robot. Aunque se puede caminar sin ayuda una vez que se lleva puesto el robot, para empezar se necesita la asistencia de alguien que se lo ponga a la persona con problemas de movilidad.
El recién lanzado WalkON Suit F1 ofrece una solución técnica a este problema fundamental. Aplica un método de acoplamiento frontal en lugar de un método de acoplamiento trasero, para que el usuario pueda ponerse el robot de inmediato sin tener que bajarse de la silla de ruedas para tal propósito. Un paso que siempre requeriría de la ayuda de otras personas a mitad de la transición.
El robot camina solo hasta el usuario
Además, antes de ponérselo, el robot puede caminar por sí solo como un robot humanoide y acercarse al usuario. También se ha implementado una función que controla activamente el centro de su peso frente a la atracción de la gravedad, para que mantenga el equilibrio sin caerse aunque el usuario empuje al robot en sentido contrario.
El diseño exterior del WalkON Suit F1, a caballo entre un humanoide y un robot vestible, fue realizado por el profesor Hyunjoon Park, del Departamento de Diseño Industrial del KAIST.
También se ha mejorado mucho la función original del robot vestible. Se optimizó el funcionamiento del control del equilibrio para permitir el uso libre de ambas manos cuando el usuario está de pie, así como la posibilidad de dar varios pasos sin bastón.
Tecnología punta
Los avances tecnológicos a nivel de componentes también son dignos de mención. Gracias a la estrecha colaboración con Angel Robotics, todos los componentes principales del robot, como el motor, el reductor, el controlador del motor y el circuito principal, se han fabricado en el país.
La densidad de salida de los módulos de motor y reductor se ha duplicado (en términos de potencia por peso) en comparación con la tecnología existente en el equipo de investigación, y el rendimiento de control del controlador del motor se ha triplicado (en términos de velocidad de respuesta en frecuencia) en comparación con la mejor tecnología extranjera.
En concreto, se ha reforzado significativamente la tecnología de software integrado del controlador del motor, de modo que se pueden implementar de forma estable algoritmos avanzados de control de movimiento sin necesidad de utilizar costosos controladores de nivel superior. Además, se ha instalado un sistema de reconocimiento visual para la detección de obstáculos y una tarjeta de inteligencia artificial para la aplicación de redes neuronales.
WalkON Suit F1: demostración de como se pone y funciona. Crédito: The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
«WalkON Suit es la culminación de la tecnología de robots vestibles para personas con discapacidad —comenta el profesor Kong. Y añade—: Los numerosos componentes, el control y las tecnologías de módulos derivados de WalkON Suit están marcando la pauta para todo el sector de los robots vestibles». ▪️
