Cuando tras un accidente, una persona pierde un brazo o una mano, sigue sintiéndolos durante un tiempo. Es lo que los expertos denominan sensación de un miembro fantasma. Pero si los pacientes, además de percibir su presencia pudieran sumar una realidad física con la que seguir realizando las mismas tareas, sería todo un logro. Los mismo ocurre cuando se pierde la movilidad en alguna extremidad.

Los avances en prótesis robotizadas han sido muchos en los últimos años. De igual manera, los exoesqueletos, mecanismos utilizados para movilizar algún miembro existente del usuario, requieren de precisión y seguridad. Todavía no se ha logrado un asistente mecanizado que realice la actividad que el cerebro quiere hacer solo con pensarlo, como sería la manera natural. Los sistemas actuales aún son insuficientes para las aplicaciones de la vida diaria, con una tasa de error que se sitúa en torno al 70%.

Los expertos han medido el cansancio que se produce tras el uso de los exoesqueletos robotizados a través del ritmo cardíaco y los cambios en la piel.

La tecnología en la que se basan tanto estas prótesis como los exoesqueletos conecta la orden del cerebro con un ordenador que la interpreta y envía la información al dispositivo que la ejecuta. El problema radica fundamentalmente, en la alta demanda mental que se requiere para un simple gesto como puede ser coger una taza.

Conocer cuáles son los aspectos que impiden la ejecución correcta de la orden contribuye a seguir avanzando. Por eso, un equipo de investigación de la Universidad de Cádiz y la Miguel Hernández de Elche junto a otros centros de Italia y Alemania han publicado un artículo en la revista Sensors en el que realizan un análisis de las reacciones fisiológicas de los pacientes para determinar cuándo se reducen los aciertos y cómo detectarlos para evitar fallos provocados por la fatiga tras un uso continuado de estos mecanismos robotizados.

Tras los estudios, proponen el uso de un sistema híbrido, que combina el control mediante ondas cerebrales y oculares y facilita el uso de los exoesqueletos al reducir el cansancio de quienes las utilizan. De esta manera, el control mediante los ojos y el cerebro predice la actividad que el usuario desea realizar desde dos vías y pudiendo intercambiarlas aleatoriamente según el nivel de estrés o fatiga. Además, le permite ejecutar paulatinamente la acción, sin confundir movimientos ni anticiparlos, o interrumpir la tarea en cualquier momento.

Concretamente, los expertos han medido el cansancio que se produce tras el uso de los exoesqueletos a través del ritmo cardíaco y los cambios en la piel, como la sudoración, con esta interfaz que combina dos técnicas diferentes para ordenar los movimientos, la cerebral y la ocular. “A pesar de que pudiéramos pensar a priori que sería más estresante el uso de los ojos para abrir y cerrar la mano, por ejemplo, por la actividad física que supone el moverlos, se ha demostrado que el uso del modo cerebro-neural, en la que sólo actúa el pensamiento, causa una mayor fatiga mental”, afirma a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Cádiz Francisco Javier Badesa, autor del artículo.

El investigador de la Universidad de Cádiz Francisco Javier Badesa, autor del artículo.

Tras el estudio en once voluntarios que participaron en los experimentos, el equipo determinó que existían diferencias estadísticamente significativas en los cambios de sudoración y en la frecuencia del pulso con el uso de ambas interfaces. Además, confirmaron que el modelo híbrido lograba un mejor rendimiento. Sólo uno de los usuarios cometió un fallo, lo que sitúa el acierto casi en el 100% de los casos de uso.

Según indica el investigador, estos hallazgos podrían ser el primer paso para adaptar estos sistemas de control a los cambios en las reacciones fisiológicas. Es decir, que el usuario modifique la orden desde el pensamiento a la mirada, o viceversa, ante una alteración del pulso cardíaco, por ejemplo. De esta manera, la técnica produciría menos cansancio y estrés y sería más dinámica y eficiente.

Las pruebas realizadas han combinado el control con la mirada (a) y con ondas cerebrales (b) para dirigir el brazo mecanizado.

Así, estas armaduras que simulan el movimiento de cualquier parte del cuerpo podrían incorporarse a la rutina de personas con el fin de realizar acciones similares a las que se realizan sin una discapacidad y lograr así, que esos miembros fantasmas vuelvan, de alguna manera, a su vida.

Más información en #CienciaDirecta: La combinación del control cerebral y ocular en brazos robóticos reduce el estrés de los usuarios