Exoesqueletos

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Introduccin:A lo largo de lahistoria, lamedicinaha ido encontrandomtodosms eficaces para la cura deenfermedadesde diversos tipos y en todas las reas se han logrado avances impresionantes. La Bioingeniera es unacienciaque estudia la solucin de losproblemascon respecto a lasaludde los seres humanos. Un claro ejemplo de esto es eldesarrollode los exoesqueletos que es uno de los avances mdicos ms importantes del ltimo siglo. Muchos campos se han visto beneficiados por los exoesqueletos, como en el mbito militar, donde ha empezado a tomar forma gracias a los avances en esta rea realizada porempresascomo Boston Dinamics. Los exoesqueletos mecnicos bsicamente sonestructurasmecnicas que se usan externamente. Estos facilitan elmovimientoe incrementan las capacidades humanas.Objetivos y metas:El presente trabajo trata sobre los exoesqueletos y los avances tecnolgicos usados en su construccin para realizar tareas automatizadas, en la actualidad son usados como herramientas para facilitar el estilo de vida de los humanos al potenciar sus capacidades y apoyar la rehabilitacin. Nosotros decidimos darle un enfoque apoyado en lo que es la bioingeniera, demostrando as que tienen un mejor uso apoyando a las personas que carecen de movilidad en las piernas, ya sea por lesiones de medula espinal o que se encuentren en estado parapljico. Marco teorico:Este invento fue creado en la mente de los escritores de ficcin como el dispositivo utilizado por los militares. Resulta que la realidad se encontr con visiones futuristas y este tipo de soluciones ya probadas por el ejrcito de EE.UU.. El dispositivo se llama Hulce y est siendo desarrollado por Lockheed Martin. Sin embargo, la propia tecnologa fue desarrollada hace diez aos en la Universidad de Berkeley. Por supuesto durante este tiempo se ha sido mejorado y las posibilidades de exoesqueleto van creciendo. Actualmente, carga de 100 kilogramos, se mueve a 20 kilmetros por hora, y las pilas duran varias horas.Los exoesqueletos tienen varios componentes clave:Marco: Usualmente hecho de materiales ligeros, el marco debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del cuerpo as como el peso del exoesqueleto y sus componentes. Bateras: Deben poder hacer funcionar el exoesqueleto la mayor parte del da o ser fciles de reemplazar para que las bateras agotadas puedan quitarse fcilmente y ser reemplazadas con bateras cargadas durante el da. Sensores: Estos capturan la informacin sobre como el usuario desea moverse. La informacin capturada por los sensores es enviada a la computadora para ser analizada.Controlador: Acta como el cerebro del dispositivo, el controlador es una computadora a bordo la cual toma la informacin capturada por los sensores y controla a los actuadores. La computadora coordina a los distintos actuadores en el exoesqueleto y permite al exoesqueleto y su usuario, pararse, caminar, subir o descender.Actuadores: Si el marco es como los huesos del cuerpo y el controlador el cerebro, entonces los actuadores son como los msculos que ejercen el movimiento. Los actuadores son usualmente motores elctricos o hidrulicos. Usando la energa de las bateras y la informacin enviada por la computadora, los actuadores mueven el exoesqueleto y la persona que lo usa.Los exoesqueletos:Qu es un exoesqueleto? Exo es una palabra griega que significa fuera. De manera opuesta al esqueleto humano normal, el cual sostiene el cuerpo desde adentro, un exoesqueleto sostiene al cuerpo desde afuera. Los exoesqueletos usualmente son diseados para permitir caminar o aumentar la fuerza y resistencia a las personas con desordenes de movilidad.Como funciona:Durante su funcionamiento, una serie de sensores biomtricos detectan las seales nerviosas que el cerebro enva a los msculos de nuestras extremidades cuando vamos a comenzar a andar. La unidad de procesamiento del exoesqueleto responde entonces a estas seales, las procesa y hace actuar al exoesqueleto en una fraccin de segundo.Aplicaciones de los exoesqueletos:Hay exoesqueletos para amplificar capacidades humanas, realizados especialmente para la milicia, como el BLEEX (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton), creado en la Universidad de Berkeley, Estados Unidos, y el HAL (Hybrid Assistive Leg), de la Universidad de Tsukuba, Japn, que son utilizados por los soldados para cargar o recorrer largas distancias.Hay otros llamados rtesis, diseados para ayudar a realizar el movimiento perdido en las personas con alguna lesin. El ms avanzado es el Ekso Bionics, creado en la Universidad de Berkeley, que permite caminar a las personas con paraplejia, aunque no de forma normal, sino con apoyo de bastones.Exoesqueletos mdicosEn el caso de los exoesqueletos mdicos destinados a personas con discapacidad o problemas de movilidadsolo la parte mecnica realiza los movimientos que el usuario no puede hacer por s mismo.Para que esto sea posible y el exoesqueleto se mueva,el usuario enva las rdenes necesarias a travs de otras partes del cuerpo que mantienen sus funcioneso aprovechando los impulsos neuronales, la actividad elctrica que se produce en el cerebro.Interaccin entre el cerebro y la mquinaEl traje robot se mover siguiendo las rdenes recibidas a travs de las seales neurolgicas del cerebrocaptadas por una especie de casco provisto de electrodos sensibles a la tenue activiad elctrica que se produce en el cerebro, al pensar o al enviar rdenes a distintas partes del cuerpo.

Un ordenador recibe esas seales y las convierte en las comandos informticos que hacen que el exoesqueleto se mueva.

Una particularidad del exoesqueleto BRA-Santos Dumont desarrollado por el Walk Again Project, es queadems de responder a las seales del usuario este devuelve algn tipo de respuesta a sus acciones. En este caso el usuario recibe una vibracin -en una parte del cuerpo en la que se mantenga la sensibilidad, como un brazo- cuando el pie del exoesqueleto toca el suelo o cuando golpea la pelota.Exoesqueleto de Berkeley Bionics eLEGSEl exoesqueleto eLEGS es un dispositivo controlado por computador y que est diseado para ser usado por los parapljicos, proporcionando la energa y el apoyo necesarios para sacarlos de sus sillas de ruedas, ponerlos de pie y caminar aunque con la ayuda de muletas.

Una vez que el usuario est de pie, el computador de a bordo utiliza sensores para observar los gestos de la persona y determinar la intencin de movimiento del usuario para ayudarle en tiempo real.

El dispositivo pesa 45 libras (20 kg) y tiene una batera con una duracin de unas seis horas, bajo un uso normal. Su velocidad mxima de marcha es de unas 2 mph (3,22 kmh).

Esta tecnologa est basada en el exoesqueleto HULC de uso militar y ahora entra a ser parte de los ensayos mdicos con el fin de ayudar a personas con problemas de movilidad.Materiales y mtodos:Los materiales y mtodos utilizados para desarrollar este trabajo fueron los siguientes:consultamos e investigamos informacin en revistas de categora cientfica, delas cuales podemos destacar Quo, National geographic, Muy interesante, en las que pudimos encontrar informacin detallada sobre el tema y recursos que formaron parte fundamental de nuestro trabajo.