Um Exoesqueleto de Ajuste Automático que se Adapta à Sua Maneira de Andar

Um novo exoesqueleto robótico semelhante a uma bota usa sensores vestíveis para se adaptar a cada indivíduo que o usa, marcando uma progressão considerável para a robótica. O dispositivo, explicado em um estudo divulgado ontem, ajuda a resolver um dos maiores obstáculos no desenvolvimento de sistemas que ajudam as pessoas a andar: cada um caminha de forma diferente.

“Esse exoesqueleto personaliza a assistência à medida que as pessoas caminham normalmente pelo mundo real”, afirmou Steve Collins, professor associado de engenharia mecânica e chefe do Laboratório de Biomecatrônica de Stanford.

O conceito de exoesqueletos não é novo– os cientistas acreditam que eles podem ajudar indivíduos com problemas de mobilidade ou aliviar um pouco a pressão de caminhar para indivíduos em trabalhos que envolvem atividades consistentes. No entanto, até agora, os dispositivos que funcionam no laboratório não se traduziram tão bem em ambientes do mundo real. Eles são frequentemente pesados ​​e difíceis de usar, e o processo de customizá-los para cada nova pessoa é caro e complexo.

O grupo do Laboratório de Biomecatrônica de Stanford tentou resolver esses problemas. Inicialmente, o dispositivo é independente. Ele se prende ao tornozelo do usuário e sobe na parte inferior da perna, controlado por uma bateria na cintura, permitindo livre circulação fora e nos ambientes cotidianos. Neste momento, o protótipo é um emaranhado de fios que se conecta a um sapato e abaixo do joelho. O dispositivo empurra o músculo da panturrilha a cada passo, aplicando pressão que fornece ao indivíduo um impulso.

Otimizando Humanos com novas tecnologias

A equipe também criou uma nova técnica para facilitar o processo de ajuste do exoesqueleto para cada indivíduo. Os exoesqueletos são normalmente montados fazendo as pessoas andarem em uma esteira em um laboratório, enquanto fatores como consumo de oxigênio e gastos de energia são cuidadosamente rastreados. Dessa forma, o dispositivo pode ser modificado até disparar no momento ideal, ajudando a minimizar a quantidade de energia consumida por um indivíduo.

O novo método, divulgado na quarta-feira na revista Nature, baseou-se em dados coletados em um experimento anterior que rastreou indivíduos andando com um exoesqueleto no laboratório sob várias condições. Os dados foram usados ​​para desenvolver um modelo que pudesse determinar a energia que os indivíduos usavam para caminhar com base em dados de sensores de baixo custo instalados no exoesqueleto.

Esse modelo permite que o exoesqueleto aprenda em tempo real e em situações do mundo real a melhor forma de ajudar alguém a andar. O estudo testou o sistema em dez indivíduos e descobriu que ele poderia melhorar os movimentos em aproximadamente uma hora. Durante todo esse processo, eles caminharam ao ar livre enquanto ouviam instruções diferentes– como “andar como se estivesse andando para pegar um ônibus”– para garantir que o dispositivo pudesse se adaptar às velocidades e situações cotidianas de caminhada.

Após sua otimização, o exoesqueleto permitiu que os participantes se movessem mais rápido usando menos energia do que usariam com sapatos comuns. O estudo descobriu que os testes do mundo real em que os indivíduos caminhavam do lado de fora eram idênticos à remoção de uma mochila de 9 quilogras.

Superando os desafios da mobilidade

Este estudo apenas avaliou o exoesqueleto de adultos saudáveis ​​em seus 20 e poucos anos. Ainda há muito trabalho a ser feito para verificar se ele pode ajudar indivíduos que precisam de suporte adicional, como idosos que andam devagar ou indivíduos que trabalham em empregos fisicamente exigentes, como trabalhadores de armazém. O dispositivo é um protótipo – ainda há um longo caminho a percorrer antes de ser disponibilizado. O preço do exoesqueleto ainda não está claro. Ainda assim, mostrar que um exoesqueleto pode melhorar o movimento em um cenário do mundo real é uma novidade para a robótica.

“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”, autor do estudo e pesquisador de bioengenharia. Patrick Slade afirmou em um comunicado.

Originalmente publicado por: The Verge