De acuerdo con los investigadores en el Proyecto "Paseo De nuevo" (o Walk Again), todos los sistemas están listos para una gran demostración de la neurociencia cognitiva y la tecnología en acción: El 12 de junio, durante la inauguración de la Copa Mundial de la FIFA 2014 en Brasil, una persona paralizada llevará un robot controlado por su cerebro, se espera que el exoesqueleto realice la primera jugada del campeonato de fútbol.
El proyecto "Walk Again" es una colaboración internacional de más de un centenar de científicos, liderados por el profesor Miguel Nicolelis, de la Universidad de Duke y del Instituto Internacional de Neurociencias de Natal, Brasil. Y por el Prof. Gordon Cheng, quien es director del Instituto de Sistemas Cognitivos en la Technische Universität München (TUM), que es a su vez un socio líder.Ocho pacientes brasileños, hombres y mujeres de entre 20 y 40 años de edad que están paralizados de la cintura para abajo, han estado entrenando durante meses para usar el exoesqueleto. El sistema funciona mediante el registro de la actividad eléctrica en el cerebro del paciente, reconociendo su intención de movimiento como el de dar un paso o patear una pelota y traducir eso a la acción. También da la retroalimentación táctil al paciente utilizando piel artificial sensible creada por el instituto de Cheng.
La sensación de tocar el suelo
La inspiración para esta llamada tecnología CellulARSkin, así como para el propio proyecto Walk Again proviene de una colaboración del año 2008. Como Cheng resume ese experimento complejo y ampliamente divulgado, "Miguel creó un mono caminando en una cinta rodante en Carolina del Norte, y luego hice que mi robot humanoide caminara con la señal de Kyoto." Fue un pequeño paso para los investigadores el hecho de imaginar a una persona paralizada que pudiese caminar con la ayuda de un exoesqueleto robótico y que guiara la acción por medio de su actividad mental por sí mísma.
En la imagen superior observamos un módulo que compone parte de la nueva piel sensitiva que es un producto capital del proyecto del Profesor Cheng y de su equipo.
"Nuestros cerebros son muy adaptativos en cuanto a la forma en que podemos ampliar nuestro manejo al momento de usar las herramientas", dice Cheng, "como en la conducción de un coche o de comer con palillos. Después del experimento de Kyoto, nos sentimos seguros de que el cerebro también podría liberar a una persona con paralísis y otorgarle la facultad de caminar con la ayuda de una entidad externa". Estaba claro que se necesitarían avances técnicos para permitirle a un exoesqueleto ligero y relativamente compacto ser capaz de ser montado, y además de tener en cuenta que la retroalimentación visual no sería suficiente para su manipulación. Entre tanto, el sentido del tacto sería esencial para la comodidad emocional del paciente, así como el control sobre el exoesqueleto. Así, el reto consistía en dar a una persona paralizada, junto con la capacidad de caminar, la sensación de tocar el suelo.
Una solución versátil
Al unirse a TUM en el año 2010, Cheng convirtió en una prioridad de la investigación del instituto el mejorar el estado de la técnica que se dedica a la detección táctil para los sistemas robóticos. El resultado, CellulARSkin, proporciona un marco para una red de sensores de superficie sólida y de auto-organización. Se puede implementar utilizando un hardware estándar externo como plataforma y por lo tanto se beneficiarán las futuras mejoras en la miniaturización así como el rendimiento, y el coste.La unidad básica es un paquete plano, de seis lados cuyos componentes electrónicos incluyen un microprocesador de bajo consumo de energía, así como sensores que detectan la proximidad de pre-tacto, la presión, la vibración, la temperatura, e incluso el movimiento en el espacio tridimensional. Cualquier número de estas "células" individuales puede conectarse en red a un patrón semejante a un panal de abeja, protegida en el prototipo actual por una piel de goma de elastómero moldeado."No es sólo el sensor que es importante", dice Cheng. "La inteligencia del sensor es aún más importante". La cooperación entre las células en red, y entre la red y un sistema central, permiten a CellulARSkin configurarse a sí mismo para cada aplicación específica y así recuperarse automáticamente de ciertos tipos de daños. Estas capacidades ofrecen ventajas al ser más inteligentes, con una interacción más segura entre las máquinas con las personas, y en la configuración más rápida con robots industriales tal como se está perseguido en el proyecto patrocinado por la Unión Europea llamado "de la fábrica en un día".En el Proyecto de caminar de nuevo, CellulARSkin está siendo utilizado de dos maneras. Por un lado se Integran los pacientes con el exoesqueleto, por ejemplo en el caso de las plantas de los pies, la piel artificial envía señales a pequeños motores que vibran contra los brazos del paciente. A través del entrenamiento con este tipo de retroalimentación sensorial indirecta, un paciente puede aprender a incorporar las piernas y los pies robóticos en su propio esquema corporal. CellulARSkin mezcla el entorno con las partes del propio cuerpo del paciente para ayudarle a que el monitor del equipo médico detecte cualquier signo de malestar o incomodidad.
En la imagen observamos al Prof. Gordon Cheng con la piel sintética llamada CellulARSkin y que permite a los usuarios de esta tecnología recuperar parte de la sensibilidad que ahora será parte uno de esos elementos maravillosos del flamante exoesqueleto inventado por el equipo de investigadores de este novedoso proyecto.
Un hito, pero "sólo el comienzo"
"Creo que algunas personas que verán la apertura de la Copa del Mundo como la gran final del torneo con esto que les mostraremos", dice Cheng, "pero en realidad es sólo el comienzo. Esto puede ser un hito importante, pero tenemos mucho más trabajo que hacer". Él ve el evento como una demostración pública de lo que la ciencia puede hacer por la gente. "Además, yo lo veo como un gran homenaje a todos el trabajo duro de los pacientes y su valentía"
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