Se estima que alrededor de 80 millones de personas en todo el mundo viven con un temblor. Por ejemplo, aquellos que viven con la enfermedad de Parkinson. Los movimientos periódicos involuntarios a veces afectan firmemente la forma en que los pacientes pueden realizar actividades diarias, como beber de un vaso o escritura. Los dispositivos robóticos suaves portátiles ofrecen una solución potencial para suprimir tales temblores. Sin embargo, los prototipos existentes aún no son lo suficientemente sofisticados como para proporcionar un remedio actual.
Los científicos del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes (MPI-IS), la Universidad de Tübingen y la Universidad de Stuttgart bajo la colaboración de inteligencia biónica Tübingen Stuttgart (BIT) quieren cambiar esto. El equipo equipó un brazo biorobótico con dos hilos de músculos artificiales atados a lo largo del antebrazo. Como se puede ver en este video, el brazo biorobótico, aquí denominado el paciente mecánico, simula un temblor. Se registraron y se proyectaron varios temblores reales en el brazo biorobótico que luego refleja cómo cada paciente sacude la muñeca y la mano. Sin embargo, una vez que se activa la supresión del temblor, los músculos artificiales livianos, que están hechos de actuadores electrohidráulicos, contraen y se relajan de tal manera que compensen el movimiento de ida y vuelta. Ahora, el temblor difícilmente se puede sentir o ver.
Con este brazo, el equipo quiere alcanzar dos objetivos: primero, el equipo ve su brazo biobótico como una plataforma para otros científicos en el campo para probar nuevas concepts en la tecnología de exoesqueletos de asistencia. Junto con sus simulaciones de computadora biomecánicas, los desarrolladores pueden validar rápidamente qué tan bien funcionan sus músculos artificiales blandos, evitando así las pruebas clínicas que requieren mucho tiempo y en pacientes costosas en pacientes reales, lo que en algunos países ni siquiera es legalmente posible.
Además, el brazo sirve como un lecho de prueba para los músculos artificiales por el que el departamento de materiales robóticos de MPI es conocido en la comunidad científica. A lo largo de los años, estos llamados hasels han sido ajustados y mejorados. Es la visión del equipo para que HASELS se convierta en los componentes básicos de un dispositivo portátil de asistencia que los pacientes con temblores pueden usar cómodamente para poder hacer frente mejor a las tareas cotidianas, como sostener una taza.
“Vemos un gran potencial para que nuestros músculos se conviertan en los bloques de construcción de una prenda que uno puede usar muy discretamente para que otros ni siquiera se den cuenta de que la persona sufre de un temblor”, cube Alona Shagan Shomron, una postdoc en el departamento de materiales robóticos de MPI-IS y el primer autor de un documento de investigación que se publicó en el revista “Dispositivo”. “Mostramos que nuestros músculos artificiales, que se basan en la tecnología de hasel, son lo suficientemente rápidos y fuertes para una amplia gama de temblores en la muñeca. Esto muestra el gran potencial de un dispositivo de asistencia portátil basado en el hasel para las personas que viven con un temblor”, agrega Shagan.
“Con la combinación de un modelo mecánico de paciente y biomecánico, podemos medir si algún músculo synthetic probado es lo suficientemente bueno como para suprimir todos los temblores, incluso los muy fuertes. Por lo tanto, si alguna vez creamos un dispositivo portátil, podríamos ajustarlo para responder individualmente a cada temblor”, agrega Daniel Häufle. Es profesor en el Instituto Hertie para la Investigación del Cerebro Clínico en la Universidad de Tübingen. Entre otras cosas, creó la simulación por computadora y recopiló los datos de temblor de los pacientes.
“El paciente mecánico nos permite probar el potencial de las nuevas tecnologías muy temprano en el desarrollo, sin la necesidad de pruebas clínicas costosas y que llevan mucho tiempo en pacientes reales”, cube Syn Schmitt, profesor de biofísica computacional y biorobotics de la Universidad de Stuttgart. “A menudo no se llevan a cabo muchas buenas concepts, ya que las pruebas clínicas son costosas y requieren mucho tiempo y difícil de financiar en las primeras etapas del desarrollo de la tecnología. Nuestro paciente mecánico es la solución que nos permite probar el potencial muy temprano en el desarrollo”.
“La robótica tiene un gran potencial para aplicaciones de atención médica. Este proyecto exitoso destaca el papel clave que jugarán los sistemas robóticos suaves, basados en materiales flexibles y deformables”, concluye Christoph Keplinger, director del departamento de materiales robóticos de MPI-IS.
