Exoesqueleto motorizado
Un exoesqueleto (también conocido como armadura de poder , armadura accionada , traje de poder , traje cibernético , armadura cibernética , exosuit , Hardsuit , exoframe o movilidad aumentada ) [1] es un móvil portátil máquina que es alimentado por un sistema de motores eléctricos , la neumática , palancas , hidráulica 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 sostener objetos pesados, mientras reduce la tensión de la espalda. [3]
Un exoesqueleto motorizado se diferencia de un exoesqueleto pasivo por el hecho de que un exoesqueleto pasivo no está impulsado por un sistema de motores eléctricos , neumáticos , palancas , sistemas hidráulicos o una combinación de tecnologías. Sin embargo, similar a un exoesqueleto motorizado, brinda beneficios mecánicos al usuario. [4] [5] Esto también explica la diferencia con los aparatos ortopédicos . Una órtesis debe favorecer la actividad del 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. Utilizaba energía almacenada en bolsas de gas comprimido para ayudar en el movimiento, aunque era pasiva y requería energía humana. [6] En 1917, el inventor de los Estados Unidos Leslie C. Kelley desarrolló lo que él llamó un pedomotor, que operaba 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 los movimientos humanos. Un traje llamado Hardiman fue desarrollado conjuntamente por General Electric y las Fuerzas Armadas de EE . UU . El traje funcionaba con sistemas hidráulicos y eléctricos 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 característica llamada fuerza de retroalimentación permitió al usuario sentir las fuerzas y los objetos manipulados.
El Hardiman tenía limitaciones importantes, incluido su peso de 680 kilogramos (1.500 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 el trabajo en respuesta a los movimientos del operador. El tiempo de respuesta del traje de esclavo fue lento en comparación con un traje construido de una sola capa, y los insectos causaron "un movimiento violento e incontrolable de la máquina" al mover ambas piernas simultáneamente. [9] La lenta velocidad de caminata 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]
Aproximadamente al mismo tiempo, los primeros exoesqueletos activos y robots humanoides fueron desarrollados en el Instituto Mihajlo Pupin en Yugoslavia por un equipo dirigido por el Prof. Miomir Vukobratović . [11] Los sistemas de locomoción con patas se desarrollaron primero, 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 que se accionaba neumáticamente y se programaba electrónicamente. [12]
