Los investigadores de robótica de la Universidad de Waterloo están trabajando en uno de los próximos grandes desarrollos dentro del campo de la robótica: los exoesqueletos robóticos que caminan solos. La nueva tecnología, que incluye prótesis de piernas, puede pensar y moverse por sí sola mediante el uso de inteligencia artificial (IA).
Los sistemas recientemente desarrollados se basan en una combinación de inteligencia artificial y visión por computadora para imitar la forma en que las personas caminan observando su entorno y ajustando los movimientos.
La investigación fue publicada en la revista IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Formaba parte de una serie más larga de trabajos de investigación y se titula “Simulación de biomecánica de bipedestación para prótesis y exoesqueletos robóticos con regeneración de energía.”
Brokoslaw Lashowski es candidato a doctorado en ingeniería de diseño de sistemas. Actualmente dirige el proyecto de investigación ExoNet en la universidad.
“Le estamos dando visión a los exoesqueletos robóticos para que puedan controlarse a sí mismos”, dijo Laschowski.
A pesar de que ya son piernas de exoesqueleto controladas por motores, no son ideales dado el control manual requerido por los usuarios a través de aplicaciones de teléfonos inteligentes o joysticks.
“Eso puede ser inconveniente y exigente cognitivamente”, dijo Laschowski. “Cada vez que quieras realizar una nueva actividad locomotora, tienes que parar, sacar tu smartphone y seleccionar el modo deseado”.
AI y cámaras portátiles
Para mejorar este sistema y superar algunas de esas limitaciones, el equipo de investigación colocó exoesqueletos en los usuarios y utilizó cámaras portátiles. También optimizaron el software de computadora de IA para que la transmisión de video pudiera procesarse de manera eficiente y precisa, reconociendo obstáculos como escaleras, puertas y varios otros aspectos del entorno.
El equipo de investigación ahora buscará enviar instrucciones a los motores, lo que permitirá que los exoesqueletos robóticos se vuelvan aún más impresionantes. Una vez conseguido esto, podrán subir escaleras y esquivar diversos obstáculos. Además de eso, podrán analizar el movimiento actual del usuario, junto con el terreno próximo, para tomar las acciones apropiadas.
Laschowski está supervisado por John McPhee, profesor de ingeniería y titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Dinámica de Sistemas Biomecatrónicos.
“Nuestro enfoque de control no requeriría necesariamente el pensamiento humano”, dijo Laschowski. «Al igual que los autos autónomos que se conducen solos, estamos diseñando exoesqueletos autónomos y prótesis de piernas que caminan por sí mismos».
Otro de los objetivos de los investigadores es mejorar la eficiencia energética de los motores para esqueletos robóticos mediante el uso de baterías autocargadas a través del movimiento humano.
Exoesqueletos avanzados
El nuevo trabajo del equipo de investigación realmente lleva el desarrollo de exoesqueletos al siguiente paso. En los últimos años, ha habido varios avances en el campo. Por ejemplo, Honda anunció en 2019 que estaban desarrollando exoesqueletos para aumentar la fuerza humana. Al mismo tiempo, los exoesqueletos se estaban utilizando en Japón para ayudar a las personas a seguir trabajando a medida que envejecen.
Sin embargo, los esqueletos robóticos que caminan solos son mucho más difíciles de lograr, lo que hace que este nuevo avance sea tan emocionante y valioso.