Exoesqueleto motorizado
Un exoesqueleto motorizado (también conocido como servoarmadura , armadura motorizada , traje motorizado , traje cibernético , armadura cibernética , exotraje , traje duro , exoestructura o movilidad aumentada ) [1] es una máquina móvil portátil que funciona con un sistema de motores eléctricos , neumáticos , palancas , sistema hidráulico o una combinación de tecnologías que permiten el movimiento de las extremidades con mayor fuerza y resistencia. [2]Su diseño tiene como objetivo proporcionar soporte para la espalda, detectar el movimiento del usuario y enviar una señal a los motores que manejan los engranajes. El exoesqueleto sostiene el hombro, la cintura y el muslo, y ayuda al movimiento para levantar y sujetar objetos pesados, al mismo tiempo que reduce la tensión en la espalda. [3]
Un exoesqueleto motorizado se diferencia de un exoesqueleto pasivo por el hecho de que un exoesqueleto pasivo no está motorizado. Sin embargo, al igual que un exoesqueleto motorizado, brinda beneficios mecánicos al usuario. [4] [5] Esto también explica la diferencia con las ortesis . Una órtesis debe favorecer la actividad de trabajo muscular y, en el mejor de los casos, recuperarla.
El dispositivo similar a un exoesqueleto más antiguo conocido fue un aparato para ayudar al movimiento desarrollado en 1890 por el ingeniero ruso Nicholas Yagin. Usó energía almacenada en bolsas de gas comprimido para ayudar en el movimiento, aunque era pasivo y requería energía humana. [6] En 1917, el inventor estadounidense Leslie C. Kelley desarrolló lo que llamó pedomotor, que funcionaba con energía de vapor con ligamentos artificiales que actuaban en paralelo a los movimientos del usuario. [7] Este sistema fue capaz de complementar la energía humana con energía externa.
En la década de 1960 comenzaron a aparecer las primeras verdaderas 'máquinas móviles' integradas con movimientos humanos. Un traje llamado Hardiman fue desarrollado conjuntamente por General Electric y las Fuerzas Armadas de EE. UU . El traje funcionaba con hidráulica y electricidad y amplificaba la fuerza del usuario en un factor de 25, de modo que levantar 110 kilogramos (240 libras) se sentiría como levantar 4,5 kilogramos (10 libras). Una función llamada Force Feedback permitía al usuario sentir las fuerzas y los objetos que se manipulaban.
El Hardiman tenía importantes limitaciones, incluido su peso de 680 kilogramos (1500 libras). [8] También fue diseñado como un sistema maestro-esclavo: el operador estaba en un traje maestro rodeado por el traje esclavo exterior, que realizaba trabajo en respuesta a los movimientos del operador. El tiempo de respuesta para el traje de esclavo fue lento en comparación con un traje construido con una sola capa, y los errores causaron "movimientos violentos e incontrolables por parte de la máquina" al mover ambas piernas simultáneamente. [9] La velocidad de marcha lenta de Hardiman de 0,76 metros por segundo (2,5 pies/so poco menos de 2 mph) limitó aún más los usos prácticos y el proyecto no tuvo éxito. [10]
Casi al mismo tiempo, un equipo dirigido por el profesor Miomir Vukobratović desarrolló los primeros exoesqueletos activos y robots humanoides en el Instituto Mihajlo Pupin en Yugoslavia . [11] Primero se desarrollaron sistemas de locomoción con patas, con el objetivo de ayudar en la rehabilitación de parapléjicos. En el curso del desarrollo de exoesqueletos activos, el Instituto también desarrolló teoría para ayudar en el análisis y control de la marcha humana. Parte de este trabajo informó el desarrollo de robots humanoides modernos de alto rendimiento. [12] En 1972, se probó en la Clínica Ortopédica de Belgrado un exoesqueleto activo para la rehabilitación de parapléjicos accionado neumáticamente y programado electrónicamente. [12]
