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¿Músculos usables para ayudar a la gente a caminar de nuevo?
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¿Músculos usables para ayudar a la gente a caminar de nuevo?

Los músculos artificiales se activan con la nueva robótica basada en gel.

(a) Descripción de la configuración de desgaste del desgaste de asistencia. (b) Estructura del actuador de gel de PVC multicapa con dos tipos de electrodos de malla de ánodo. La capa roja con orificios pequeños se compone de electrodos deslizantes para minimizar la fricción con los ejes deslizantes. (c) Movimiento de contracción y expansión del actuador del tipo de estiramiento con el campo DC encendido y apagado. (d) Detección de movimiento basada en sensores FlexiForce (estimador de posición). (e) Potencia y controlador.
Crédito: Hashimoto labo.


Los científicos están un paso más cerca de los músculos artificiales. Los dispositivos ortopédicos han recorrido un largo camino desde sus diseños iniciales de madera y correa, pero la innovación decayó cuando se trataba de compensar la potencia muscular, hasta ahora.

Un equipo de investigación colaborativo ha diseñado un robot portátil para sostener la articulación de la cadera de una persona mientras camina. El equipo, dirigido por Minoru Hashimoto, profesor de ciencia y tecnología textil en la Universidad Shinshu en Japón, publicó los detalles de su prototipo en Smart Materials and Structures, una revista publicada por el Institute of Physics.

"Con una sociedad que envejece rápidamente, un número cada vez mayor de personas mayores requieren atención después de sufrir un derrame cerebral y otras discapacidades relacionadas con la edad. Están surgiendo diversas tecnologías, dispositivos y robots para ayudar a los cuidadores", escribió Hashimoto, señalando que varias tecnologías destinadas a ayudar a una persona a caminar suele ser engorroso para el usuario. "[En nuestro] estudio actual, [nosotros] buscamos desarrollar un desgaste de asistencia ligera, suave y ponible para apoyar las actividades de la vida diaria de las personas mayores con músculos debilitados y aquellos con problemas de movilidad".

El sistema portátil consiste en gel de cloruro de polivinilo (PVC) plastificado, electrodos de malla y voltaje aplicado. Los electrodos de malla intercalan el gel, y cuando se aplica voltaje, el gel se flexiona y contrae, como un músculo. Es un actuador usable, el mecanismo que causa el movimiento.

"Pensamos que las propiedades mecánicas eléctricas del gel de PVC podrían usarse para músculos artificiales robóticos, así que comenzamos a investigar el gel de PVC", dijo Hashimoto. "La capacidad de agregar voltaje al gel de PVC es especialmente atractiva para el movimiento a alta velocidad, y el gel se mueve a alta velocidad con solo unos pocos cientos de voltios".

En una evaluación preliminar, un paciente con accidente cerebrovascular con parálisis en un lado de su cuerpo caminó con y sin el sistema ponible.

"Descubrimos que el desgaste asistido permitía un movimiento natural, aumentando la longitud del paso y disminuyendo la actividad muscular durante la marcha en línea recta", escribió Hashimoto. Los investigadores también encontraron que ajustar la carga podría cambiar el nivel de asistencia que proporciona el actuador.

El sistema robótico ganó el primer lugar en demostraciones con su músculo artificial de gel de PVC multicapa en el "24º Simposio Internacional de Estructuras Inteligentes y Materiales y Evaluación No Destructiva y Monitoreo de Salud" para SPIE, la sociedad internacional de óptica y fotónica.

A continuación, los investigadores planean crear un actuador de cuerda utilizando el gel de PVC, lo que podría conducir al desarrollo de una tela capaz de proporcionar un soporte muscular externo más manejable con facilidad.


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