Exoesqueleto mecánico, exoesqueleto
de potencia, exoesqueleto robótico, también conocido como exomarco
o exotraje, es una máquina móvil consistente primariamente en un armazón
externo (comparable al exoesqueleto de un insecto) que lleva puesto una persona
y un sistema de potencia de motores o hidraúlicos que proporciona al menos
parte de la energía para el movimiento de los miembros. Ayuda a moverse a su
portador y a realizar cierto tipo de actividades, como lo es el cargar peso.
Durante su funcionamiento, una serie de sensores biométricos
detectan las señales nerviosas que el cerebro envía a los músculos de nuestras
extremidades cuando vamos a comenzar a andar. La unidad de procesamiento del
exoesqueleto responde entonces a estas señales, las procesa y hace actuar al
exoesqueleto en una fracción de segundo.
Los exoesqueletos mecánicos
han comenzado a ser usados con propósitos médicos e industriales, saltando del terreno
de la ciencia-ficción, pero aún se encuentran en estado de prototipo. No
obstante, el gobierno de los Estados Unidos ha financiado con 50 millones de
dólares un proyecto para integrar exoesqueletos mecánicos a unidades de
Marines, con propósito de aumentar su rendimiento
¿Cómo Funciona un Exoesqueleto?
¿Qué es un exoesqueleto? Exo es una palabra griega
que significa fuera. De manera opuesta al esqueleto humano normal, el cual
sostiene el cuerpo desde adentro, un exoesqueleto sostiene al cuerpo desde
afuera. Los exoesqueletos usualmente son diseñados para permitir caminar o
aumentar la fuerza y resistencia a las personas con desordenes de movilidad.
Los exoesqueletos tienen varios componentes clave:
Marco: Usualmente hecho de materiales ligeros, el marco
debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del cuerpo así como el
peso del exoesqueleto y sus componentes. El marco también debe poder sostener
el cuerpo en su lugar de una manera segura sin el riesgo que quien lo usa se
caiga. El marco usualmente tiene una serie de uniones las cuales coinciden con
las uniones del cuerpo, en la cadera, la rodilla y tobillo.
Baterías: Deben poder hacer funcionar el exoesqueleto la mayor parte del día o ser fáciles de reemplazar para que las baterías agotadas puedan quitarse fácilmente y ser reemplazadas con baterías cargadas durante el día. Las baterías deben ser ligeras y pequeñas para que el exoesqueleto no sea ni pesado ni voluminoso. Las baterías también deben ser de recarga rápida para que el exoesqueleto esté listo para el siguiente día.
Sensores: Estos capturan la información sobre como el
usuario desea moverse. Los sensores pueden ser manuales, como una palanca, o
pueden ser eléctricos y detectar los impulsos fisiológicos generados por el
cuerpo, o los sensores pueden estar combinados con dispositivos como un control
remoto y un detector de movimiento que permite a quien lo usa cambiar el
movimiento de caminar a subir gradas. La información capturada por los sensores
es enviada a la computadora para ser analizada.
Controlador: Actúa como el cerebro del
dispositivo, el controlador es una computadora a bordo la cual toma la
información capturada por los sensores y controla a los actuadores. La
computadora coordina a los distintos actuadores en el exoesqueleto y permite al
exoesqueleto y su usuario, pararse, caminar, subir o descender.
Actuadores: Si el marco es como los
huesos del cuerpo y el controlador el cerebro, entonces los actuadores son como
los músculos que ejercen el movimiento. Los actuadores son usualmente motores
eléctricos o hidráulicos. Usando la energía de las baterías y la información
enviada por la computadora, los actuadores mueven el exoesqueleto y la persona
que lo usa.
Control de Balance y Paso: La mayoría de
los exoesqueletos actuales no ofrecen control de balance o paso. Los
exoesqueletos actuales requieren que el usuario tenga suficiente fuerza de la
parte superior del cuerpo para que el exoesqueleto y el usuario no se caigan.
El balance de los exoesqueletos actuales es usualmente controlado con el uso de
muletas. También, la mayoría de exoesqueletos en la actualidad no imitan el
paso humano normal. Caminar ha sido descrito como el “caer hacia delante de
manera controlada”. Con cada paso, lanzamos nuestros cuerpos hacia adelante y
movemos el otro pie para que nos reciba y evite que nuestros cuerpos caigan al
suelo. El paso humano normal se mueve de talón a pie y de pie a punta cuando caminamos.
Nuestro paso cambia cuando caminamos hacia adelante o hacia atrás, o subimos
una grada o bajamos una colina. Los exoesqueletos de la actualidad no pueden
imitar estas funciones y son menos eficientes y menos cómodos. Los
exoesqueletos del futuro seguramente tendrán sistemas de control de balance
integrados, como giroscopios, para evitar que el usuario caiga y controles de
paso integrados los cuales imitaran el movimiento fisiológico humano normal.
1.- Exoesqueleto: Sarcos XOS
El Raytheon Sarcos XOS es un exoesqueleto que está
en fase de desarrollo con fines militares. De momento ya se ha conseguido que
la persona que use el XOS pueda levantar y transportar pesos con mayor
facilidad sin perder agilidad, pero el “traje” aún necesita alimentación
externa.
Tres Leyes de los Exoesqueletos
Primera: Todo exoesqueleto contendrá protocolos de
programación para detectar y no accionarse con los impulsos nerviosos de ira u
odio
de su portador en contra de otro ser humano desprovisto de exoesqueleto.
Segunda: Los diversos actores que participen en el diseño,
desarrollo y construcción deberán trabajar y destinar parte de sus recursos
para garantizar la Primera Ley.
Tercera: No se podrá comercializar ningún exoesqueleto que
no se haya diseñado, desarrollado o construido bajo la Primera y Segunda Ley.
https://es.wikipedia.org/wiki/Exoesqueleto
http://www.exoesqueleto.com.es/iquestcoacutemo-funciona-un-exoesqueleto.html
