Tendencias21
Desarrollan extremidades robóticas controladas por la mente

Desarrollan extremidades robóticas controladas por la mente

Científicos de la Universidad de Pittsburgh, en Pensilvania, y del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, ubicado en Maryland, ambas en Estados Unidos, trabajan conjuntamente en el desarrollo y posterior implantación de extremidades sintéticas para personas que hayan sufrido una amputación o una parálisis. El objetivo de este trabajo es conseguir que, mediante el envío de señales al cerebro, estas extremidades robóticas sean capaces de realizar los mismos movimientos que cualquier brazo o pierna humanos. Por Amalia Rodríguez.

Desarrollan extremidades robóticas controladas por la mente

Saludar, coger cualquier objeto, levantar la mano para pedir la cuenta en un restaurante o algo aparentemente tan simple como caminar son algunas de las acciones que personas que, tras haber sufrido la amputación de alguna de sus extremidades o haber tenido una parálisis, no pueden llevar a cabo. Por ello, son muchos los casos en los que éstas recurren a la implantación de un brazo o una pierna artificiales.

Hasta ahora, los movimientos que se podían realizar con estos miembros sintéticos han sido bastante reducidos, pero los avances tecnológicos están contribuyendo a reducir estas limitaciones.

Un grupo de científicos formado por investigadores de la Universidad de Pittsburgh, en Pensilvania, y del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, ubicado en Maryland, ambos en Estados Unidos, ha logrado aumentar los grados de movilidad de unas extremidades robóticas que son controladas por la mente, informa la revista Newscientist.

Lo han conseguido desarrollando una prótesis modular de las extremidades (en inglés Modular Prothestic Limb, MPL), una extremidad biónica hecha de una combinación de fibra de carbono ligero y aleaciones de alta resistencia.

Características de la prótesis

Dicha extremidad dispone de 22º de libertad de movimiento, en comparación con la del brazo humano que tiene 30º, y puede coger objetos frágiles con precisión sin aplastarlos. Además, la muñeca y el codo de la prótesis rotan con facilidad y, al igual que un miembro humano medio, pesa poco menos de 4,5 kilos.

«Yo diría que está muy cerca de la destreza humana», vaticina Michael McLoughlin, responsable del desarrollo de una de estas prótesis en el Laboratorio de Física Aplicada (APL, por sus siglas en inglés) de la Universidad Johns Hopkins. «No puede hacer absolutamente todo. Por ejemplo, no puede ahuecar la palma de la mano, pero puede controlar todos los dedos de forma individual. No creo que hay otro miembro que se acerque a esto», señala el investigador.

Desarrollan extremidades robóticas controladas por la mente

Un prototipo de esta prótesis modular ha sido probado ya por personas con amputación de ambos brazos. Para ello, mediante cirugía, los investigadores redirigieron los nervios perdidos que normalmente controlan el brazo al músculo del pecho. Allí, los electrodos que guían la extremidad robótica interpretan las señales nerviosas y realizan el movimiento.

«Uno de nuestros pacientes, Jesse Sullivan (ver imagen), fue capaz de utilizar el brazo casi desde el primer momento. Para él fue una cosa muy natural», asegura McLoughlin. «El cerebro sigue pensando que el brazo está ahí, y si éste identifica las señales que el cerebro le manda y las ejecuta, se puede lograr algo realmente asombroso».

Posible aplicación en personas con parálisis

Por el momento, las personas que sufren una parálisis casi total, es decir, del cuello hacia abajo, no pueden beneficiarse de esta técnica, ya que las señales del cerebro no pueden llegar al pecho. No obstante, este nuevo avance tecnológico podría estar disponible en un año, afirman sus autores.

Para buscar una solución a esta deficiencia, Andrew Schwartz, del Laboratorio de Ingeniería Neuronal de la Universidad de Pittsburgh, ha llevado a cabo diversas fases de experimentos con macacos rhesus (Macaca mulatta), para entrenarlos en el control cerebral de estas prótesis.

Uno de los primeros resultados lo obtuvo en 2008, fecha en la que publicó al respecto un artículo en la revista Nature. En él, Schwartz describió cómo dos de estos monos aprendieron a alimentarse de frutas y bombones con una prótesis robótica controlada por los electrodos implantados en sus cerebros. Fue la primera vez que se realizaba este ensayo. Y para ello, Schwartz creó un dispositivo, muy similar a una mano humana, adaptado a personas con algún tipo de parálisis.

En una segunda fase, el investigador ha desarrollado una matriz formada por un centenar de electrodos que colocó en cien neuronas de la corteza motora de dos monos. Esta matriz, una vez que aprendió el lenguaje eléctrico que utiliza la corteza cerebral para guiar el movimiento del brazo, convirtió esas señales en instrucciones para el miembro robótico, dotado de una pinza de dos dedos.

Ahora Schwartz trabaja en la siguiente fase de la investigación, consistente en entrenar a estos monos de nuevo para que aprendan a utilizar la mano entera. Esta vez quiere enseñarles a utilizar los cinco dedos, y a realizar tareas cotidianas más complejas.

Los monos están siendo entrenados para guiar con sus pensamientos el control del brazo robot, sin tener que tocar la prótesis en ningún momento o recurrir a instrumentos complementarios, como mandos a distancia, que faciliten su movimiento.

“Si los monos demuestran en los ensayos que es posible dirigir el brazo únicamente con la capacidad intelectual, la gente con lesiones de la médula espinal tendrá la oportunidad de probar la prótesis modular. Ésta les permitiría ser capaces de comer por sí mismos», comenta McLoughlin, quien añade que «nadie ha logrado este nivel de control en los seres humanos con una prótesis controlada por el cerebro”.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Ya es posible transmitir el tacto a través de Internet 26 junio, 2024
    Un nuevo estándar para la compresión y transmisión del sentido del tacto mediante Internet sienta las bases para la telecirugía, la teleconducción y nuevas experiencias de juego en línea, entre otras aplicaciones. El flamante estándar HCTI (Haptic Codecs for the Tactile Internet) es para el “tacto digital” lo que son JPEG, MP3 y MPEG para […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las primeras muestras de la cara oculta de la Luna ya están en la Tierra 26 junio, 2024
    La cápsula de reingreso de la sonda Chang'e-6 de China, que transporta hasta dos kilogramos de materiales extraídos y perforados de la cuenca más antigua de la Luna ubicada en su lado oscuro, aterrizó este martes 25 de junio en la región de Mongolia Interior y fue rápidamente recuperada, según informó la Administración Nacional del […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Tierra tendrá dos soles dentro de 1,3 millones de años y durante 60.000 años 26 junio, 2024
    Dentro de 1,3 millones de años, la Tierra tendrá una especie de segundo sol porque la estrella Gliese 710 se acercará a 1,1 años luz de la Tierra y la veríamos del mismo tamaño que Júpiter. Lo malo es que esa alteración cósmica puede provocar un episodio en nuestro planeta como el que acabó con […]
    Eduardo Martínez de la Fe
  • China descubre grafeno natural en la Luna 25 junio, 2024
    Investigadores chinos han descubierto recientemente grafeno natural de escasas capas por primera vez en la Luna, a partir de las muestras traídas a la Tierra por la sonda Chang'e 5. El hallazgo proporciona nuevos conocimientos sobre las actividades geológicas, la historia evolutiva y las características ambientales de la Luna.
    Pablo Javier Piacente
  • Los incendios forestales extremos se duplicaron en los últimos 20 años en todo el planeta 25 junio, 2024
    Una nueva investigación concluye que la frecuencia e intensidad de los incendios forestales extremos se ha más que duplicado en todo el mundo en las últimas dos décadas, debido al calentamiento global antropogénico y otros factores relacionados. Se trata de la primera ocasión en la cual los científicos pudieron trazar una tendencia global para los […]
    Pablo Javier Piacente
  • Detectado en el Mediterráneo el neutrino más energético del universo 25 junio, 2024
    El neutrino más potente jamás observado ha dejado su huella en las profundidades del Mediterráneo, aunque todavía se desconoce de qué rincón del universo procede. Los neutrinos cosmogénicos son los mensajeros de algunos de los eventos más cataclísmicos del cosmos.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA identifica seis formas diferentes de depresión 24 junio, 2024
    Los científicos han identificado seis formas biológicamente distintas de depresión gracias a la aplicación de la Inteligencia Artificial (IA) en estudios cerebrales. El hallazgo podría explicar por qué algunas personas no responden a los tratamientos tradicionales para la afección, como los antidepresivos y la terapia psicológica.
    Pablo Javier Piacente
  • La NASA pondrá en órbita una estrella artificial que revolucionará el estudio del Universo 24 junio, 2024
    La NASA encarará un ambicioso proyecto para colocar en órbita una estrella artificial: permitirá la calibración de telescopios a niveles previamente inalcanzables. El proyecto tiene como objetivo mejorar significativamente las mediciones de la luminosidad estelar y abordar varios otros desafíos que dificultan la astrofísica moderna.
    Pablo Javier Piacente
  • Los macacos nos enseñan cómo sobrevivir a un desastre natural 24 junio, 2024
    Los macacos de la isla caribeña de Puerto Rico se volvieron más tolerantes y menos agresivos después del huracán María, que los obligó a compartir la sombra de los árboles para sobrevivir al intenso calor.
    Redacción T21
  • Extrañas formas de vida se ocultan en antiguas cuevas de lava de Hawai 23 junio, 2024
    Científicos estadounidenses han logrado identificar una gran diversidad de especies microbianas únicas, que se han desarrollado en cuevas geotérmicas, tubos de lava y fumarolas volcánicas de la isla de Hawái. Estas estructuras subterráneas se formaron hace entre 65 y 800 años y reciben poca o ninguna luz solar, en ambientes similares a los que pueden encontrarse […]
    Pablo Javier Piacente