¿Qué son las prótesis robóticas y cómo están cambiando vidas?

 Una prótesis robótica es un dispositivo artificial diseñado para reemplazar o mejorar una parte del cuerpo humano que ha sido amputada o ha perdido su funcionalidad. Estas prótesis utilizan tecnología avanzada, como sensores, actuadores y sistemas de control, para replicar o amplificar las capacidades perdidas.

Su objetivo es proporcionar a las personas que han sufrido una amputación la capacidad de realizar actividades diarias, mejorar su movilidad, restaurar la función y, en algunos casos, restaurar la sensibilidad táctil.

Entonces, las prótesis robóticas no solo tienen un impacto físico en la vida de las personas, sino también emocional y psicológico. Al restaurar la movilidad y la funcionalidad perdida, brindan una mayor independencia, confianza y calidad de vida a quienes las utilizan, independientemente de su campo profesional.

Además, la continua investigación y desarrollo en el campo de las prótesis robóticas está allanando el camino para avances aún más emocionantes, como prótesis controladas por la mente y la integración de la inteligencia artificial, que podrían llevar la funcionalidad y la experiencia de uso a niveles aún más altos.

En este artículo, exploraremos en detalle el fascinante mundo de las prótesis robóticas, su funcionamiento, los avances más recientes y el impacto que están teniendo en la vida de las personas.

¿Cómo funcionan las prótesis robóticas?

La pregunta más común es siempre esta: pero ¿cómo hacen las prótesis robóticas para funcionar con tanta precisión? Detrás de esto hay un sistema complejo que detallamos a continuación:

• La prótesis, una vez desarrollada, cuenta con terminales para los electrodos que se conectan a la piel, de donde recogen las señales eléctricas de los músculos.
• El programa que permite la interpretación de dichas señales las limpia y las amplifica, de modo tal que se obtienen datos claros.
• Los chips incluidos en las prótesis, por lo tanto, interpretan los patrones eléctricos y los traducen en comandos, como girar o cerrar la mano.
• Las prótesis, asimismo, se mueven gracias a los actuadores, los cuales ejecutan los movimientos pautados por el software.
• Tampoco pueden dejar de mencionarse la fuente de energía (baterías de iones de litio), la calibración, las actualizaciones y la integración estética de la prótesis.

¿Qué tipos de prótesis robóticas existen?

Existen diferentes tipos de prótesis robóticas, cada una diseñada para reemplazar o mejorar una parte específica del cuerpo humano. A continuación, se presentan algunos de los principales tipos de prótesis robóticas:

Prótesis de extremidades superiores

Estas prótesis están diseñadas para reemplazar una mano, un brazo o parte del brazo. Pueden tener diferentes niveles de complejidad, desde prótesis simples con agarre básico hasta prótesis avanzadas con articulaciones y dedos que se mueven de forma independiente. Algunas prótesis también incluyen sensores que permiten al usuario tener una mayor precisión y control en los movimientos.

Prótesis de extremidades inferiores

Estas prótesis se utilizan para reemplazar una pierna, una rodilla o un pie. Pueden ser prótesis pasivas, que proporcionan soporte y permiten caminar, o prótesis activas, que utilizan motores y sensores para replicar los movimientos naturales de una pierna.

Prótesis de mano y dedos

Estas prótesis están diseñadas específicamente para reemplazar una mano o los dedos de una mano. Pueden tener una variedad de características, como dedos articulados y sensores táctiles para proporcionar una experiencia más cercana a la función natural de la mano.

Prótesis de pierna y pie

Estas prótesis se utilizan para reemplazar una pierna, una rodilla o un pie amputado. Pueden ser prótesis pasivas, que proporcionan soporte y permiten caminar, o prótesis activas, que utilizan motores y sensores para replicar los movimientos naturales de una pierna.

Prótesis auditivas

Estas prótesis se utilizan para mejorar la capacidad auditiva de las personas con pérdida de audición. Las prótesis auditivas pueden incluir audífonos, implantes cocleares y otros dispositivos que amplifican y mejoran la capacidad auditiva. Estas prótesis ayudan a las personas a percibir y procesar mejor los sonidos del entorno.

Materiales con los que se elaboran protésis

Las prótesis han evolucionado significativamente a lo largo de la historia de la humanidad. Y es normal que haya sido así: junto con la intención de restituir la funcionalidad motoro, se ha buscado restablecer también la estética y armonia del cuerpo. Desde la prótesis egipcióa hecha en madera para reemplazar un dedo gordo del pie (data del 600 a. C.) hasta las prótesis robóticas de la actualidad, la intención ha sido siempre la misma: mejorar el bienestar las personas que las necesitan y, por ende, incrementar su calidad de vida. Pero esta evolución no solo ha impactado en el diseño, sino también en los materiales, los cuales son cada vez más duraderos, eficientes y, desde luego, biocompatibles. ¿Cuáles son?

Vamos a dividir los materiales según su tipo: estructurales, de recubrimiento y funcionales:

• Entre los materiales estructurales, encontramos los siguientes: aluminio, titanio, fibra de carbono y acero inoxidable.
• Entre los materiales de recubrimiento, se hallan: elastómeros, espumas de poliuretano y silicona médica.
• Entre los materiales funcionales, se mencionan a aquellos que permiten el movimiento mecánico a través de sistemas eléctricos y robóticos: actuadores eléctricos, sensores electromiográficos, materiales conductores (cobre u oro), baterias.

¿Qué estudiar para hacer prótesis robóticas?

Las prótesis se pueden confeccionar en un taller con los materiales necesarios y con conocimientos básicos de diseño y montaje. Sin embargo, cuando se trata de prótesis robóticas avanzadas, cuya tecnología requiere componentes y estructuras complejos, es necesario estudiar formaciones especializadas. El objetivo de estas es dotar al futuro profesional de conocimientos imprescindibles para crear circuitos, implementar sistemas de inteligencia artificial, confeccionar mejores diseños adaptados a necesidades específicas y considerar aspectos ergonómicos para garantizar los beneficios de la prótesis.

Entre las carreras destacadas para hacer prótesis, se encuentran las siguientes:

• Ingeniería Mecatrónica.
• Ingeniería Mecánica.
• Ingeniería Biomédica.
• Ingeniería Robótica.
• Diseño Industrial.

Una vez superada la formación universitaria de grado o licenciatura, también se encuentran los másteres de especialización, a saber: Máster en Bioingeniería, Máster en Robótica y Automatización, Máster en Neurotecnología, entre otros. En cualquier caso, los profesionales de estas ingenierías reciben apoyo y asesoramiento de profesionales de la salud, específicamente de fisioterapeutas, médicos y especialistas en rehabilitación.

¿Cómo hacer una prótesis robótica?

Las prótesis robóticas se orientan, como se ha mencionado, a restablecer funciones básicas de un miembro perdido, ya sea una pierna o un brazo, a partir de movimientos controlados por sistemas eléctricos avanzados. Con esto como premisa, ¿cómo se diseñan, elaboran y adaptan al usuario?

1. Se realiza el análisis clínico del paciente, donde se toma en cuenta el miembro perdido, la funcionalidad residual, las necesidades físicas y las condiciones generales de movilidad.
2. Se toman las mediciones correspondientes para que la prótesis calce con precisión en la zona de interés. Se usan métodos tradicionales, así como métodos más avanzados como el escaneo 3D.
3. Se realiza el diseño estructural en software específicos; así, se toman en cuenta las medidas, los materiales y el sistema de movimiento.
4. Tras la impresión o confección de los componentes estructurales, se instalan los elementos robóticos. Se asegura un correcto montaje y funcionalidad.
5. Se procede a programar los elementos básicos y configurar la interfaz de control, sobre todo cuando las prótesis contienen sensores electromiográficos.
6. Se ejecutan las pruebas, los ajustes y el proceso de adaptación al usuario.

Las prótesis robóticas, al contener software, también deben recibir actualizaciones para un mejor funcionamiento.

Protesis humanas avanzadas: tecnología, ética y futuro

Llegados a este punto, entendemos que las prótesis ofrecen incontables beneficios para quienes las usan: autonomía, bienestar, autoestima, realización, confianza. Pero cabe preguntarse no tanto por el uso de las tecnologías, que en su mayoría son beneficiosas, sino por el acceso a ellas. Como norma general, estas innovaciones poseen un costo alto por varios factores, entre ellos, los extensos procesos de investigación, el desarrollo de nuevos sistemas informáticos adaptados, la optimización de materiales y las pruebas o test de funcionamiento. Además, se incluyen las patentes, que hacen que la utilización de estas tecnologías tengan un costo adicional. Entonces, ¿pueden todas las personas acceder a prótesis robóticas para mejorar su estilo de vida?

El futuro es prometedor en lo que respecta a la optimización de las prótesis, pero puede que no lo sea del todo para quienes no cuentan con los recursos suficientes para adquirirlos. Si bien los sistemas públicos de salud pueden cubrir los gastos, es poco frecuente en países en vías de desarrollo, donde los presupuestos orientados al sistema sanitario se reservan a la prevención y tratamiento de patologías complejas. Así, la carencia de recursos para este tipo de casos impacta negativamente en quienes podrían mejorar su día a día gracias a una prótesis. De ahí la importancia de acortar las brechas de acceso a prótesis, sobre todo, biónicas, que permiten una comunicación entre el sistema nervioso y la prótesis.

Aunque por ahora la discusión ética también incluye aspectos como el nivel de intervención en el cuerpo humano, el foco debe centrarse en garantizar la accesibilidad a las prótesis. Hay esfuerzos de instituciones, ONGs y otras organizaciones, las cuales buscan financiamiento para cubrir el diseño y fabricación de elementos prostéticos; sin embargo, a pesar de esto, aún queda mucho para garantizar el acceso universal a estas nuevas tecnologías.

También puedes leer sobre los siguientes temas:

• Clasificación de los robots
• ¿Dónde se aplica la robótica?

Cursos online recomendados

• Máster en Automática, Domótica y Robótica
• Máster en Robótica y Sistemas de Control