Bastón Robótico Ayuda a Individuos con Movilidad Disminuida

Un equipo de investigadores en Columbia Engineering liderado por Sunil Agrawal, profesor de ingeniería mecánica y de medicina de rehabilitación y regenerativa en Columbia Engineering, han convertido un simple bastón en un dispositivo robótico con asistencia de toque ligero. El nuevo dispositivo, llamado CANINE, puede ser utilizado para ayudar a personas mayores y aquellas con movilidad disminuida. El equipo de investigadores agregó electrónica y tecnología de computación al bastón clásico. El estudio ha sido publicado en las Cartas de Robótica y Automatización de IEEE. 

El equipo ha demostrado cómo un robot autónomo puede “caminar” con el ser humano y proporciona apoyo de toque ligero. Es similar a cómo una persona, cuando intenta recuperar su equilibrio, toca a una persona junto a ellos para apoyo. 

Sunil Agrawal habló sobre la nueva tecnología utilizada para ayudar a aquellos con problemas de movilidad. Él también es miembro del Instituto de Ciencia de Datos de la Universidad de Columbia. 

“A menudo, las personas mayores se benefician de un apoyo de mano ligero”, dijo. “Hemos desarrollado un bastón robótico conectado a un robot móvil que sigue automáticamente a una persona que camina y se mueve junto a ella. Los sujetos caminan sobre una alfombra instrumentada con sensores mientras la alfombra registra la longitud del paso y el ritmo de caminata, esencialmente los parámetros de espacio y tiempo de la caminata, para que podamos analizar la marcha de una persona y los efectos del toque ligero en ella.” 

El bastón robótico, o CANINE, es un tipo de asistente móvil. Puede ayudar a la propriocepción de una persona, que es la autoconciencia durante varias actividades como caminar. Esto ayudará a la estabilidad y el equilibrio de la persona. 

Joel Stein, un profesor Simon Brauch de Medicina Física y Rehabilitación y coautor del estudio, habló sobre la nueva tecnología. Stein también es presidente del Departamento de Medicina de Rehabilitación y Regenerativa en el Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia. 

“Este es un enfoque novedoso para proporcionar asistencia y retroalimentación a las personas mientras navegan por su entorno”, dijo Stein. “Esta estrategia tiene aplicaciones potenciales para una variedad de condiciones, especialmente para personas con trastornos de la marcha.” 

El equipo probó el nuevo dispositivo CANINE con 12 personas jóvenes sanas. Les dieron gafas de realidad virtual que se utilizaron para crear un entorno visual, un entorno que los sacudía de lado a lado y hacia adelante y hacia atrás. Esto les hacía perder el equilibrio. 

Después de ser sacudidos, las personas caminaron 10 vueltas en la alfombra instrumentada. Al principio, no tenían el dispositivo CANINE, pero lo usaron la segunda vez. Su caminata se probó con perturbaciones visuales, y el equipo de investigadores encontró que el apoyo de toque ligero del dispositivo CANINE ayudó a las personas a reducir su zancada. Una zancada más reducida significaba una disminución de la base de apoyo. Esto resultó en una menor oscilación del centro de masa y un aumento en la estabilidad cuando las personas caminaban. 

“La próxima fase de nuestra investigación será probar este dispositivo en personas mayores y aquellas con déficits de equilibrio y marcha para estudiar cómo el bastón robótico puede mejorar su marcha”, dijo Agrawal. “Además, realizaremos nuevos experimentos con personas sanas, donde perturbaremos su movimiento de cabeza y cuello, además de su visión, para simular déficits vestibulares en las personas.” 

Agrawal también es el director del Laboratorio de Robótica y Rehabilitación (ROAR). 

La discapacidad para la movilidad es un problema para el 4% de las personas de 18 a 48 años, pero es un problema mucho mayor para las personas mayores. El 35% de las personas entre las edades de 75 y 80 años sufren de discapacidad para la movilidad. Esto causa una falta de independencia, así como una menor calidad de vida. 

A medida que la población continúa envejeciendo y hay un mayor número de personas mayores en comparación con las más jóvenes, este problema aumentará. 

“Necesitaremos otras vías de apoyo para una población que envejece”, dijo Agrawal. “Esta es una tecnología que tiene el potencial de llenar la brecha en la atención de manera bastante económica.”