Investigadores Desarrollan Exoesqueletos Robóticos Autónomos

Los investigadores de robótica de la Universidad de Waterloo están trabajando en uno de los próximos grandes avances en el campo de la robótica: exoesqueletos robóticos autónomos. La nueva tecnología, que incluye piernas protésicas, puede pensar y moverse por sí sola mediante el uso de inteligencia artificial (IA).

Los sistemas recién desarrollados dependen de una combinación de IA y visión por computadora para imitar la forma en que las personas caminan, observando su entorno y ajustando los movimientos.

La investigación se publicó en la revista IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Fue parte de una serie más larga de artículos de investigación, y se titula “Simulación de biomecánica de parada a sentado para exoesqueletos y prótesis robóticas con regeneración de energía”.

Brokoslaw Lashowski es una candidata a doctorado en ingeniería de sistemas. Actualmente, lidera el proyecto de investigación ExoNet en la universidad.

“Estamos dando a los exoesqueletos robóticos visión para que puedan controlarse a sí mismos”, dijo Laschowski.

A pesar de que ya existen piernas de exoesqueleto controladas por motores, no son ideales debido al control manual requerido por los usuarios a través de aplicaciones de smartphone o joysticks.

“Eso puede ser inconveniente y cognitivamente exigente”, dijo Laschowski. “Cada vez que deseas realizar una nueva actividad locomotora, debes detenerte, sacar tu smartphone y seleccionar el modo deseado”.

IA y Cámaras Portátiles

Para mejorar este sistema y superar algunas de esas limitaciones, el equipo de investigación equipó a los exoesqueletos con cámaras portátiles y optimizó el software de computadora de IA para que la alimentación de video se procesara de manera eficiente y precisa, reconociendo obstáculos como escaleras, puertas y diversos 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 que se logre esto, podrán subir escaleras y evitar obstáculos. Además, podrán analizar el movimiento actual del usuario, junto con el terreno que se avecina, para tomar las acciones adecuadas.

Laschowski está supervisada por John McPhee, profesor de ingeniería y titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Dinámica de Sistemas Biomecánicos.

“Nuestro enfoque de control no necesariamente requeriría pensamiento humano”, dijo Laschowski. “Al igual que los automóviles autónomos que se conducen solos, estamos diseñando exoesqueletos y piernas protésicas autónomos que caminan por sí solos”.

Otro de los objetivos de los investigadores es mejorar la eficiencia energética de los motores de los esqueletos robóticos mediante el uso de baterías auto-cargables a través del movimiento humano.

Avanzando en los Exoesqueletos

El nuevo trabajo que surge del equipo de investigación realmente lleva el desarrollo de los exoesqueletos al siguiente nivel. 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 autónomos son mucho más difíciles de lograr, lo que hace que este nuevo avance sea tan emocionante y valioso.