Los avances tecnológicos a menudo se han centrado en hacer la vida más fácil a las personas, ya sea ahorrándoles tiempo o agregando un elemento de conveniencia para completar las tareas al reducir la cantidad de esfuerzo necesario. Sin embargo, también hay desarrollos tecnológicos que tienen como objetivo mejorar el desempeño humano en lugar de simplemente facilitar las tareas. Un ejemplo de esto son los exoesqueletos motorizados. Aquí hay una descripción general del propósito y las aplicaciones potenciales de estos dispositivos, y una mirada a lo cerca que estamos de obtener exoesqueletos con energía.
¿Qué es un exoesqueleto motorizado?
Los exoesqueletos motorizados son máquinas móviles portátiles que funcionan con diversas tecnologías, como neumática, motores eléctricos, hidráulica, palancas o una combinación de estas tecnologías. El propósito de estos dispositivos es mejorar la fuerza y la resistencia del movimiento de las extremidades. Si bien la idea de un dispositivo de este tipo puede parecer moderna e innovadora, en realidad es un concepto con una larga historia, ya que el primer exoesqueleto motorizado se desarrolló en Rusia en 1890. Este dispositivo pasivo requería la intervención humana y utilizaba energía almacenada en bolsas de gas comprimido. Una colaboración entre el Ejército de los Estados Unidos y General Electric condujo a la primera máquina verdaderamente móvil en la década de 1960. El traje de armadura motorizado que crearon se llamaba Hardiman y funcionaba con una combinación de electricidad e hidráulica.
Las aplicaciones de los exoesqueletos motorizados
Hay cuatro aplicaciones principales para los exoesqueletos motorizados; médico, militar, civil e industrial.
- Médico0 Existe la posibilidad de que los exoesqueletos eléctricos desempeñen un papel importante en el cuidado de los ancianos. Otro uso médico es en la rehabilitación de pacientes que han sufrido una lesión en la columna o un derrame cerebral. Además, es posible que los cirujanos puedan usar exoesqueletos motorizados para realizar cirugías con mayor precisión.
- Militar: las aplicaciones militares han sido un foco importante de desarrollo. Un exoesqueleto motorizado podría permitir a los soldados llevar cargas más pesadas mientras corren. También puede aumentar su productividad y disminuir la fatiga.
- Civil: hay muchas aplicaciones posibles para los civiles, pero una que ha llamado la atención es que los bomberos y otros trabajadores de rescate los usen para aumentar las posibilidades de supervivencia en situaciones peligrosas.
- Industriales: los trabajadores industriales pueden usar exoesqueletos motorizados para ayudarlos con tareas repetitivas y levantar cargas más grandes. También es una tecnología útil en entornos industriales debido al envejecimiento de la mano de obra. Los trabajadores mayores corren un mayor riesgo de contraer enfermedades musculoesqueléticas relacionadas con el trabajo y esta tecnología podría reducir este riesgo.
¿Qué está disponible ahora?
Aunque los exoesqueletos motorizados no están en el punto en el que se utilizan o están disponibles para comprar, ya ha habido algunos ejemplos de exoesqueletos motorizados que funcionan. Según How Stuff Works, el contratista de defensa Raytheon demostró el XOS-2 experimental en 2010. Este es un dispositivo robótico portátil que es guiado por el cerebro humano. Sin ningún esfuerzo por parte del usuario, el usuario puede levantar hasta tres veces el peso de un ser humano sin ayuda.
¿Hay algo en desarrollo?
Uno de los principales actores en el desarrollo de exoesqueletos motorizados es el Ejército de los Estados Unidos, dice Futurism. Quieren mejorar la capacidad de los soldados en el campo de batalla, pero sus desarrollos también podrían tener otras aplicaciones. Las tecnologías desarrolladas por sus contratistas van desde trajes de cuerpo entero hasta dispositivos más pequeños, como tobilleras mecanizadas. El Ejército de los EE. UU. Ha empleado ahora a dos empresas para centrarse en el desarrollo de exoesqueletos motorizados. Lockheed Martin recibió $ 680,000 para desarrollar aún más el sistema Onyx. Este es un sistema exoesquelético para la parte inferior del cuerpo que se adhiere a los pies y las piernas. La otra compañía que está usando el Ejército es Dephy. Aunque el ejército de los EE. UU. Preferiría un traje de cuerpo entero, Dephy está desarrollando la bota Exo, y este producto está mucho más adelantado que muchos otros productos en la carrera exoesquelética motorizada.
Las limitaciones de los exoesqueletos motorizados
Entonces, si ya existen exoesqueletos motorizados, ¿por qué no están en uso o no están disponibles en el mercado? Esto se debe a que los exoesqueletos motorizados todavía tienen limitaciones, y es importante que se resuelvan antes de que estas tecnologías puedan ponerse en uso. Algunas de las limitaciones incluyen las siguientes:
- Fuente de alimentación: por el momento, los exoesqueletos motorizados solo se alimentan durante un par de horas como máximo. Uno de los principales problemas que enfrentan los diseñadores en el desarrollo de estos sistemas es crear una fuente de energía que sea capaz de alimentar un exoesqueleto durante mucho más tiempo.
- Esqueleto: encontrar el material adecuado para crear el esqueleto ha planteado algunos desafíos. Las creaciones actuales han utilizado acero o aluminio. Sin embargo, el acero no es ideal debido a su peso, y el atuendo tiene que trabajar más para moverse debido a esto. El aluminio tampoco es la mejor opción porque, aunque es liviano, los exoesqueletos se rompen pronto debido a la fatiga.
- Actuadores: los actuadores son las partes que hacen que las articulaciones se muevan, y el peso ha sido uno de los problemas con estos. Los cilindros hidráulicos han sido una opción popular ya que son potentes y precisos. Sin embargo, el peso de estos es un problema. Otro problema es que el fluido hidráulico presurizado es potencialmente peligroso para los seres humanos si tiene fugas. Una alternativa a los cilindros hidráulicos son los servomotores electrónicos, ya que son eficientes y de gran potencia.
- La flexibilidad de las articulaciones: es complicado crear articulaciones en exoesqueletos que puedan replicar exactamente el movimiento de las articulaciones esféricas, como el hombro y la cadera. Otro desafío es la flexibilidad de la columna. La columna vertebral es como una pila de rótulas de movimiento limitado, y es difícil igualar el movimiento externamente.
- Control de potencia y modulación: un dispositivo de una sola velocidad sin controles no es una opción, ya que es demasiado limitante.
- Variaciones de tamaño: es imposible crear un exoesqueleto motorizado de talla única, ya que hay demasiadas variaciones en el tamaño de los humanos y las longitudes entre sus articulaciones.
¿Qué tan cerca estamos de tener exoesqueletos motorizados?
Muchas empresas y organizaciones continúan trabajando en exoesqueletos motorizados. Aunque ha habido muchos éxitos en la fabricación de dispositivos que funcionan bien, todavía existen muchos desafíos que los desarrolladores deben abordar. Es probable que los exoesqueletos parciales, como las botas o los exoesqueletos con motor de la parte inferior del cuerpo, lleguen al mercado mucho antes que un exoesqueleto con motor de cuerpo completo en pleno funcionamiento. No se ha dado una escala de tiempo para cuándo llegarán al mercado, pero los desarrolladores creen que se están acercando.
