exoesqueleto

Un exoesqueleto con IA para ayudar a pacientes a tocar el piano

La robótica trae avances en el campo de la rehabilitación física. En concreto, la posibilidad de desarrollar un exoesqueleto para recuperar funciones perdidas.

Un grupo de científicos en Estados Unidos inventó una mano inteligente para suplir discapacidades motoras. El dispositivo permite que las personas con reducción de funciones en sus extremidades puedan tocar instrumentos musicales.

Diseñado con sensores táctiles flexibles, el exoesqueleto para la mano ofrece oportunidades sin precedentes. De acuerdo con la publicación científica de sus creadores, ayuda a pacientes que han sufrido accidentes cerebrovasculares u otras lesiones neurológicas.

Los exoesqueletos y sus posibilidades

Un exoesqueleto es un dispositivo externo, que se coloca sobre el cuerpo humano. Está diseñado para mejorar la movilidad y la fuerza. Así, permite que las personas superen limitaciones físicas. Además, contribuye a recuperar habilidades afectadas por condiciones médicas.

En particular, los exoesqueletos han demostrado ser una opción viable de rehabilitación para personas con trastornos neuromusculares. Por ejemplo, en las secuelas de los accidentes cerebrovasculares.

Este campo de aplicación de la robótica en la medicina se conoce como “terapia asistida por robots”. Y su evolución es constante. Los exoesqueletos actuales no solo mejoran el movimiento. Hay modelos que incorporan realidad aumentada, inteligencia artificial o una combinación de ambas.

¿Cómo es el exoesqueleto de mano inteligente?

En el marco de una investigación pionera, un equipo de científicos de la Florida Atlantic University’s College of Engineering and Computer Science desarrolló un robot de mano inteligente. El objetivo es ayudar a personas impedidas a recuperar la habilidad para tocar instrumentos musicales. Concretamente, el piano.

Este exoesqueleto está hecho de materiales flexibles y cuenta con sensores táctiles en cada dedo. Estos proporcionan asistencia y apoyo a los movimientos de los usuarios.

Adicionalmente, entre sus características destaca su diseño. Los científicos utilizaron impresión 3D para fabricar materiales de polivinilo y ácido hidrogel. Luego, en cada dedo se inserta un actuador (un dispositivo mecánico esencial para dar energía y movimiento a otro dispositivo).

De igual forma, el proceso de fabricación es revolucionario, ya que puede personalizarse según la anatomía de cada paciente. Para ello, primero se toman escaneos 3D y tomografías computarizadas de la mano de la persona.

¿Cómo funciona?

A través de la combinación de actuadores e inteligencia artificial, el dispositivo detecta la diferencia entre versiones correctas e incorrectas de una misma canción. Por lo tanto, brinda retroalimentación al usuario, en tiempo real, para facilitar el aprendizaje. A lo largo del tiempo de uso, se recuperan las habilidades motoras.

En este sentido, la inteligencia artificial fue clave. Los algoritmos de aprendizaje automático se entrenaron previamente con canciones y con datos táctiles. Para ello, de una misma canción, se elaboraron diez variantes: una correcta y nueve con imprecisiones en las notas. Tras el entrenamiento, el dispositivo identifica los errores en la interpretación musical.

¿Cuáles son los resultados reales del exoesqueleto?

Los resultados de los ensayos con la mano inteligente se publicaron en la revista Frontiers in Robotics and AI. Según los investigadores, el algoritmo alcanzó una precisión de clasificación de errores muy alta.

Sus registros certificaron un 97,13 % de aciertos cuando la mano se usó con un humano. Además, sin humanos operando, el acierto fue del 94,6 %. Por lo tanto, puede decirse que el dispositivo es sumamente eficaz para detectar el error al presionar una tecla.

¿Cuál es el futuro?

Este logro presenta posibilidades concretas en el campo de la rehabilitación, no solamente en lo musical. Los pacientes con discapacidades motoras podrían emplear un exoesqueleto de mano inteligente para recuperar la destreza en actividades de la vida cotidiana.

Por supuesto, debe tenerse en cuenta que cada proceso de rehabilitación es diferente y requiere de un abordaje particular. Así que, la personalización de la mano robótica contribuiría a la medicina de precisión.

Finalmente, a futuro, se espera que la mano inteligente también sea una herramienta de diagnóstico. Los médicos podrían usar la sensibilidad al error del dispositivo para identificar las áreas neuromusculares más débiles de un paciente.

A medida que la tecnología continúe su desarrollo, es posible imaginar su potencial. En breve, se espera que esta rama de la robótica transforme vidas y brinde oportunidades a los que alguna vez disfrutaron de tocar música y hoy no pueden.

Imagen de cabecera de Brand Factory.

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