Los exoesqueletos, una alternativa para personas con discapacidad o movilidad reducida y para prevenir lesiones laborales

Vivimos en un mundo donde la tecnología se ha vuelto imprescindible en cada vez más aspectos y los robots forman parte del día a día. Es decir, máquinas o ingenios electrónicos programables que son capaces de manipular objetos y realizar diversas operaciones, según el diccionario de la RAE. Entre sus muchas utilidades, los robots agilizan y facilitan tareas de producción, distribución y transporte de mercancías, pero también tienen aplicaciones relacionadas con la salud: algunos se usan en operaciones quirúrgicas o pruebas diagnósticas y también están los exoesqueletos.

Es cierto que a algunas personas les inquieta que los robots puedan llegar a quitarles su empleo en un futuro, por ejemplo, al 70% de los adultos estadounidense les preocupa la posibilidad de que realicen más variedad de trabajos, según el Centro de Investigación PEW. Hasta ahora, personas y robots se han complementado, pero el futuro es difícil de predecir al respecto y las máquinas necesitan que una persona las programe y supervise. Además, sus aplicaciones en salud son un aspecto muy destacable y beneficioso.

Por ello, volvamos a los exoesqueletos, robots que pueden ser una buena alternativa para mejorar la calidad de vida de personas con discapacidad o movilidad reducida y también para prevenir lesiones laborales. Se trata de máquinas móviles que consisten en un armazón externo que se coloca una persona y en un sistema de motores, que dan energía para el movimiento de los miembros a través de sensores biométricos que detectan las señales nerviosas que el cerebro manda a los músculos de las extremidades y actúan, ayudando a su portador a moverse y a realizar ciertas actividades (andar, cargar peso, coger objetos, etc.).

Los exoesqueletos son máquinas móviles que consisten en un armazón externo que se coloca una persona y en un sistema de motores, que dan energía para mover los miembros a través de sensores biométricos que detectan las señales nerviosas que el cerebro manda a los músculos de las extremidades y actúan

No son un invento reciente, sino que tienen su origen en un aparato para ayudar al movimiento que desarrolló el ingeniero ruso Nicholas Yagn en 1890, y necesitaba energía humana. Más tarde, en 1917, el inventor estadounidense Leslie C. Kelley desarrolló uno que funcionaba con energía de vapor, complementando la energía humana y la externa. Pero las verdaderas máquinas móviles que se integraron con los movimientos humanos llegaron en la década de 1960 de la mano de General Electric y las Fuerzas Armadas de EEUU: el traje Hardiman funcionaba con sistemas hidráulicos y eléctricos, amplificando la fuerza del usuario, pero también tenía limitaciones.

En esa época, en la antigua Yugoslavia, un equipo dirigido por el profesor Miomir Vukobratovic desarrolló exoesqueletos activos, concretamente sistemas de locomoción con patas con el objetivo de ayudar en la rehabilitación de parapléjicos. En 1972, se probó un exoesqueleto para dicha labor en la Clínica Ortopédica de Belgrado. Al otro lado del océano Atlántico, en 1986, Monty Reed, un guardabosques del ejército estadounidense que se había roto la espalda, diseñó Lifesuit, un exoesqueleto de apoyo inspirándose en los trajes de infantería móvil que describía Robert Heinlein en la novela de ciencia ficción Tropas del espacio, se dedicó por completo al proyecto a partir de 2001 y ya lleva más de una decena de prototipos. Además, el ingeniero biónico Andrés Pedroza creó el traje HAL para ayudar a personas ancianas o discapacitadas a andar y lo logró en el año 2000.

En 1986, Monty Reed, un guardabosques del ejército estadounidense que se había roto la espalda, diseñó Lifesuit, un exoesqueleto de apoyo inspirándose en los trajes de infantería móvil que describía Robert Heinlein en la novela de ciencia ficción 'Tropas del espacio'

Hay varios tipos de exoesqueletos, entre ellos, los que ayudan en la rehabilitación de un accidente cerebrovascular (ictus, infarto cerebral o derrame cerebral), como el fabricado por Ekso Bionics, que es el primero aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EEUU (la FDA) para dicha afección médica. También están los que pueden contribuir en la rehabilitación de una lesión de la médula espinal o durante el envejecimiento. Además, están los dos desarrollados por el Centro Alemán de Investigación de Inteligencia Artificial para mejorar la precisión en la cirugía y para ayudar a transportar pacientes de elevado peso.

En España los exoesqueletos no son unos desconocidos, sobre todo, gracias a la labor de Antonio del Amo, ingeniero biomédico e investigador del Hospital de Parapléjicos de Toledo, y el primero que diseñó uno en España; y de Elena García Armada, doctora en Robótica por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), premiada como mejor ingeniera en 2019 por Talgo y científica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Esta última los define como “una armadura robotizada que se viste desde el tronco hasta los pies para una persona que no puede caminar y sus articulaciones motorizadas operan en paralelo a las del paciente, aportando la movilidad y la fuerza que les falta”.

En España los exoesqueletos no son unos desconocidos, sobre todo, gracias a la labor de Antonio del Amo, ingeniero biomédico e investigador del Hospital de Parapléjicos de Toledo, y el primero que diseñó uno en España; y de Elena García Armada, doctora en Robótica por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM)

García Armada llevaba 20 años trabajando con su equipo en el desarrollo de un exoesqueleto para adultos cuando conoció a una niña tetrapléjica llamada Daniela. “Las empresas que comercializaban exoesqueletos para adultos con lesión medular no tenían entre sus planes a 15 años abordar el sector pediátrico, así que aceptamos el reto”, señalaba en ABC, y así nació Atlas. Pero llegaron más niños con otras patologías, como la atrofia muscular espinal, y también se hizo notar como gran barrera la falta de financiación pública. Por todo ello, García Armada fundó en 2013 la empresa Marsi Bionics, un spin off (empresa u organización nacida como extensión de otra anterior) del Centro de Automática y Robótica del CSIC y la UPM, para captar fondos y el pasado octubre lanzó una ronda de financiación para sacar al mercado los primeros exoesqueletos pediátricos del mundo.

Hace poco más de un mes, el Atlas 2030 obtuvo el marcado CE (la marca “de Conformidad Europea”) para su comercialización y las autorizaciones de la Agencia Europea de Medicamentos (EMA), por lo que podría empezar a generalizarse su uso en hospitales y clínicas de rehabilitación. “No sólo estamos hablando del hito de ser pioneros en la aplicación de la tecnología robótica a los niños, sino que nuestro éxito lo es fundamentalmente porque vamos a poder ser útiles y ayudar a tener una vida mejor para 17 millones de niños en el mundo”, afirmó García Armada en el acto de presentación al que asistieron, entre otros, el ministro de Ciencia, Pedro Duque, y la presidenta del CSIC, Rosa Menéndez. “Ahora el reto es democratizar esta invención para que esté al alcance de todos los niños que lo necesiten”, añadió.

Paralelamente, hay otros ejemplos destacables en nuestro país como el de Eva Moral, triatleta paralímpica y embajadora del Equipo Toyota, ha participado en las pruebas de usabilidad del dispositivo ABLE Exoskeleton. Lo ha desarrollado por la startup barcelonesa ABLE Human Motion, la cual surgió del Laboratorio de Ingeniería Biomecánica (Biomec) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Se trata del primer exoesqueleto ligero, fácil de utilizar y asequible para personas con lesión medular que las permite levantarse de la silla de ruedas y caminar, al usar actuadores eléctricos en la rodilla que actúan como músculo artificial, flexionando y extendiendo la pierna, y también sensores y algoritmos inteligentes que imitan el movimiento natural cuando se detecta la intención de dar un paso adelante.

También el de la empresa guipuzcoana Gogoa Mobility Robots, una de las cinco del mundo y la primera de Europa homologada como fabricante de exoesqueletos para equipamiento médico. Es otra spin off del CSIC, esta vez con el Instituto Cajal de Madrid, la cual tiene previsto salir al mercado en unos años para atraer inversores y así conseguir financiación. Su exoesqueleto y producto estrella se llama Hank, es el primero con certificado CE, se coloca en menos de cinco minutos y está “indicado para personas parapléjicas, pacientes con procesos neurodegenerativos como esclerosis lateral amiotrófica (ELA), que han sufrido ictus, padecen párkinson o lesiones medulares parciales como hernias o tumores en la columna y otros”, explica Carlos Javier Fernández, ingeniero mecatrónico y director general de la citada compañía.

La clínica bilbaína Movex Clinics dispone de tecnología puntera en neuro-rehabilitación robótica con exoesqueletos: Hank, para miembros inferiores en pacientes con lesiones neurodegenerativas, medulares e ictus; Belk, para rehabilitación de rodilla; y Hand of hope (mano de esperanza) permite recuperar el movimiento de la mano paralizada

Ahora con Gogoa Mobility Robots y de la mano de la clínica bilbaína Movex Clinics “ya se dispone en Bilbao de esta tecnología puntera en neuro-rehabilitación robótica”, añade Fernández. Es la primera clínica europea que se dedica a estos exoesqueletos y al Hank, para miembros inferiores en pacientes con lesiones neurodegenerativas, medulares e ictus; suma el Belk, para rehabilitación de rodilla; y el Hand of hope (mano de esperanza) que permite recuperar el movimiento de la mano paralizada.

Junto al uso para rehabilitación, conviene destacar que los exoesqueletos también están cobrando relevancia en la prevención de lesiones laborales. La mutua Umivale ha realizado un estudio junto al Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) y con la colaboración de la empresa Kuups Design International para reducir las lesiones de trabajadores dedicados a preparar pedidos en almacenes logísticos. “El uso de un exoesqueleto puede contribuir a una reducción de la fatiga, del disconfort y de los riesgos relacionados con actividades repetitivas y la manipulación de cargas”, afirma José Luis Cebrián, responsable de Prevención en Umivale. “Las operaciones de manipulación de cargas pueden convertirse en un potencial peligro en el lugar de trabajo cuando un empleado tiene que manejar cargas de forma recurrente o debido a posturas de trabajo incorrectas. Estos exoesqueletos lumbares redistribuyen las cargas hacia el pecho y las piernas y protegen la zona lumbar de la espalda del trabajador, reduciendo así la presión sobre la espalda y las vértebras”.

Los exoesqueletos lumbares redistribuyen las cargas hacia el pecho y las piernas y protegen la zona lumbar de la espalda del trabajador, reduciendo así la presión sobre la espalda y las vértebras

Y los esqueletos también se están usando para facilitar las tareas en ciertos procesos de producción, como en Comau, empresa italiana especializada en la automatización industrial, la robótica y su mantenimiento especialmente para la industria automotriz que pertenece a Stellantis. A principios de año, presentó MATE-XT, una nueva versión del exoesqueleto ponible que satisface las necesidades de quienes trabajan en entornos exigentes, tanto industriales como no industriales o al aire libre. Tiene una estructura ligera y fina de fibra de carbono; y es resistente al agua, al polvo, a los rayos ultravioletas y a la temperatura. Es el único del mercado con certificación EAWS, que avala su capacidad para reducir las cargas biomecánicas durante las tareas más duras, mejorando la calidad del trabajo y el bienestar del empleado: los estudios realizados señalan que MATE-XT puede ayudar a mejorar en un 27% la precisión en las tareas realizadas a una altura por encima de la cabeza, y la velocidad de ejecución en un 10%, reduciendo la actividad muscular del hombro en un 30% y mitigando la sensación de esfuerzo. Y otra de las empresas que ha usado exoesqueletos ha sido Endesa, concretamente, en la construcción de dos plantas fotovoltaicas en Sevilla, para facilitar la instalación de los módulos solares.