Músculos artificiales logran suprimir los temblores
Científicos han desarrollado un brazo biorrobótico con músculos artificiales que suprime los temblores en un 94%. Este avance podría transformar la vida de millones de personas con párkinson y temblor esencial, un tipo de movimiento tembloroso involuntario.
Por Enrique Coperías
De izquierda a derecha: Alona Shagan Shomron, Syn Schmitt, Christoph Keplinger y Daniel Häufle, los cuatro investigadores que han desarrollado un brazo biorrobótico con dos bandas de músculos artificiales para eliminar los temblores del cuerpo en pacientes con enfermedades como el párkinson. Cortesía: MPI-IS / W. Scheible
Se estima que alrededor de 80 millones de personas en todo el mundo viven con temblores, una condición caracterizada por movimientos oscilatorios involuntarios.
Estos temblores pueden deberse a enfermedades neurológicas, como el párkinson o el temblor esencial —un tipo de movimiento tembloroso involuntario—, y afectan significativamente a la capacidad de los pacientes para realizar actividades cotidianas, como sostener una taza o escribir.
Aunque existen tratamientos farmacológicos y quirúrgicos, estos pueden generar efectos secundarios considerables y no siempre son eficaces a largo plazo. En este contexto, los dispositivos robóticos portátiles de materiales blandos emergen como una prometedora alternativa para la supresión activa de temblores.
Llega el «paciente mecánico»
Sin embargo, los protótipos actuales aún presentan limitaciones en su rendimiento y en la complejidad de las pruebas necesarias para su validación médica.
Para abordar este desafío, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (MPI-IS), la Universidad de Tubinga y la Universidad de Stuttgart, bajo la colaboración de Inteligencia Biónica Tubinga Stuttgart (BITS), ha desarrollado un enfoque innovador.
Hablamos de una plataforma de pruebas robótica y de simulación llamada paciente mecánico, que permite evaluar la eficacia de nuevos dispositivos de supresión de temblores sin necesidad de ensayos clínicos a largo plazos y costosos.
El equipo ha equipado un brazo biorrobótico con dos bandas de músculos artificiales, conocidos como actuadores electrohidráulicos Peano-HASEL, que están sujetos a lo largo del antebrazo. Este paciente mecánico es capaz de reproducir temblores reales basados en registros de pacientes, replicando fielmente los movimientos de la muñeca y la mano.
Así se produce la eliminación de los temblores.
Una reducción del temblor de hasta el 94%
Cuando el sistema de supresión del temblor se activa, estos músculos artificiales se contraen y relajan de manera coordinada para contrarrestar el movimiento involuntario, reduciendo así la amplitud del temblor en un rango de entre el 76% y el 94% para frecuencias de 2 a 8 Hz.
Los investigadores tienen dos objetivos principales con este sistema. En primer lugar, desean proporcionar una plataforma para los científicos que trabaja en este campo y puedan probar nuevas ideas en tecnología de exoesqueletos de asistencia sin recurrir directamente a pruebas clínicas en pacientes.
Gracias a la combinación del paciente mecánico con modelos biomecánicos computacionales, es posible evaluar rápidamente el rendimiento de los músculos artificiales y ajustar su diseño antes de avanzar a ensayos en humanos.
Un robot ponible discreto para pacientes con temblores
En segundo lugar, este brazo biorrobótico sirve como un banco de pruebas para los actuadores Peano-HASEL, una tecnología en la que el Departamento de Materiales Robóticos del MPI-IS ha estado trabajando durante años. Estos actuadores son especialmente prometedores debido a su ligereza (aproximadamente 15 gramos), su flexibilidad y su funcionamiento silencioso, lo que los convierte en candidatos ideales para ser incorporados en dispositivos portátiles de asistencia.
La visión del equipo es desarrollar una prenda discreta y cómoda que las personas con temblores puedan usar sin que se note a simple vista, mejorando así su calidad de vida sin que sean estigmatizados, dicen los autores del estudio.
«Vemos un gran potencial en nuestros músculos artificiales para que se conviertan en la base de una prenda portátil que se pueda usar de manera muy discreta, de modo que los demás ni siquiera se den cuenta de que la persona sufre de temblores», explica Alona Shagan Shomron, investigadora postdoctoral en el Departamento de Materiales Robóticos del MPI-IS y primera autora del estudio, que ha sido publicado en la revista Device.
Diseño y control del paciente mecánico y el mecanismo de supresión de temblores. Crédito: MPI-IS
Adaptable a cada tipo de temblor
«Demostramos que nuestros músculos artificiales, basados en la tecnología HASEL, son lo suficientemente rápidos y fuertes para una amplia gama de temblores en la muñeca. Esto muestra el gran potencial de un dispositivo asistivo portátil basado en HASEL para personas que viven con temblores», añade Shagan en un comunicado del Max Planck Institute for Intelligent Systems.
Además, los investigadores han desarrollado un modelo biomecánico que valida la efectividad de estos actuadores. Este modelo confirma que la fuerza generada por los Peano-HASEL es suficiente para suprimir una amplia gama de temblores clínicamente relevantes.
«Con la combinación del paciente mecánico y el modelo biomecánico, podemos medir si los músculos artificiales probados son lo suficientemente buenos como para suprimir todos los temblores, incluso los muy fuertes —señala Daniel Häufle, profesor en el Instituto Hertie de Investigación Clínica del Cerebro en la Universidad de Tubinga, quien también ha trabajado en la simulación computacional y la recopilación de datos de pacientes. Y añade—: Por lo tanto, si alguna vez creamos un dispositivo portátil, podríamos ajustarlo para responder de manera individual a cada temblor».
Un prototipo limitado
"El paciente mecánico nos permite probar el potencial de nuevas tecnologías en una etapa muy temprana del desarrollo, sin la necesidad de pruebas clínicas costosas y que consumen mucho tiempo en pacientes reales», comenta Syn Schmitt, profesor de Biofísica Computacional y Biorrobótica en la Universidad de Stuttgart.
En palabras de Schmitt, «muchas buenas ideas a menudo no se desarrollan más porque las pruebas clínicas son costosas, largas y difíciles de financiar en las primeras etapas del desarrollo tecnológico. Nuestro paciente mecánico es la solución que nos permite evaluar el potencial desde el principio».
Los investigadores también han señalado que el sistema actual aún tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, el paciente mecánico solo imita el movimiento de la muñeca en un solo eje, mientras que los temblores reales pueden involucrar movimientos más complejos.
Enfoque global para la evaluación rápida de tecnologías emergentes de supresión de temblores. Cortesía: MPI-IS
En el futuro, los investigadores de Alemania planean expandir el sistema para incluir múltiples grados de libertad y mejorar su capacidad de respuesta a diferentes tipos de temblores. También están explorando la posibilidad de integrar algoritmos avanzados de control que permitan distinguir entre movimientos voluntarios e involuntarios, algo fundamental para un dispositivo de asistencia en la vida real.
«La robótica tiene un gran potencial para aplicaciones en el ámbito de la salud. Este proyecto exitoso resalta el papel clave que los sistemas robóticos blandos, basados en materiales flexibles y deformables, desempeñarán» concluye Christoph Keplinger, director del Departamento de Materiales Robóticos del MPI-IS. ▪️
Información facilitada por el Max Planck Institute for Intelligent Systems
Fuente: Shagan Shomron, Alona et al. A robotic and virtual testing platform highlighting the promise of soft wearable actuators for wrist tremor suppression. Device (2025). DOI: 10.1016/j.device.2025.100719
