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Um novo exoesqueleto robótico semelhante a uma bota usa sensores vestíveis para se ajustar a cada pessoa que o usa, marcando passo significativo para a robótica.
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O dispositivo, descrito em um estudo publicado na Nature na quarta-feira (12), ajuda a resolver um dos grandes desafios no desenvolvimento de sistemas que ajudam as pessoas a andar: Que cada um ande de forma diferente.
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“Esse exoesqueleto personaliza a assistência à medida que as pessoas caminham normalmente pelo mundo real”, disse Steve Collins, professor associado de engenharia mecânica e chefe do Laboratório de Biomecatrônica de Stanford.
Os exoesqueletos como conceito não são novos – os pesquisadores acham que podem ajudar pessoas com problemas de mobilidade ou remover parte da tensão de caminhar para pessoas em trabalhos que exigem movimento constante.
Mas, até agora, os dispositivos que funcionam no laboratório não se traduziram tão bem nas configurações do mundo real. Eles geralmente são pesados e difíceis de usar, e o processo de personalizá-los para cada nova pessoa é caro e difícil.
A equipe do Laboratório de Biomecatrônica de Stanford tentou resolver esses problemas. Primeiro, o dispositivo é independente.
Ele se prende ao tornozelo do usuário e sobe na parte inferior da perna, sendo controlado por bateria na cintura, para que as pessoas possam se mover livremente fora e no ambiente diário normal.
Neste momento, o protótipo é um emaranhado de fios que se prende a um sapato e abaixo do joelho. O dispositivo cutuca o músculo da panturrilha a cada passo, aplicando força que dá ao usuário um impulso.
Novo modelo de ajuste
A equipe também desenvolveu novo método para simplificar o processo de ajuste do exoesqueleto para cada pessoa. Normalmente, os exoesqueletos são montados fazendo as pessoas andarem em uma esteira em um laboratório, enquanto coisas como o consumo de oxigênio e os gastos de energia são monitorados de perto.
Dessa forma, o dispositivo pode ser ajustado até disparar no momento certo para ajudar a reduzir a quantidade de energia usada por uma pessoa.
A nova abordagem baseou-se em dados coletados em experimento anterior que rastreou pessoas andando com exoesqueleto no laboratório sob centenas de condições diferentes.
Eles usaram esses dados para construir modelo que poderia descobrir a energia que as pessoas usavam para andar com base em informações de sensores baratos embutidos no exoesqueleto.
Esse modelo permite que o exoesqueleto aprenda em tempo real e em condições do mundo real a melhor forma de ajudar alguém a andar. O estudo testou o sistema em dez pessoas e descobriu que era capaz de otimizar os movimentos em cerca de uma hora.
Durante esse processo, eles andavam do lado de fora, enquanto ouviam vários avisos, como “ande como se estivesse andando para pegar um ônibus”, para que o dispositivo pudesse se ajustar às velocidades de caminhada usadas em situações do dia a dia.
Depois de otimizado, o exoesqueleto permitiu que os participantes se movessem mais rápido usando menos energia do que usariam com sapatos normais. Em testes do mundo real, em que os participantes caminharam do lado de fora, foi o equivalente a tirar uma mochila de nove quilos, descobriu o estudo.
Longo caminho a percorrer
Este estudo testou o exoesqueleto apenas em adultos saudáveis em seus 20 e poucos anos, então ainda há longo caminho a percorrer para confirmar se ele pode ajudar pessoas que precisam de assistência adicional, como idosos que andam devagar, ou pessoas que trabalham em empregos fisicamente exigentes.
O dispositivo é um protótipo – ainda há um longo caminho a percorrer antes que esteja disponível. Não está claro quanto um exoesqueleto como esse pode custar como produto médico ou de consumo.
Ainda assim, mostrar que um exoesqueleto pode melhorar o movimento em um ambiente do mundo real é uma novidade para a robótica, disse a equipe de pesquisa.
“Acredito que, na próxima década, veremos essas ideias de assistência personalizada e exoesqueletos portáteis eficazes ajudar muitas pessoas a superar desafios de mobilidade ou manter sua capacidade de viver vidas ativas, independentes e significativas”, disse o autor do estudo e pesquisador de bioengenharia, Patrick Slade, em comunicado.
Via The Verge
Imagem destacada: Universidade de Stanford
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