Un exoesqueleto permite a los parapléjicos caminar-por el precio de un coche

Un  exoesqueleto permite a los parapléjicos  caminar-por el precio de un coche

publicado por Mark Wilson para Fast Co Design

El Phoenix permite a las personas parapléjicas sentarse, pararse y caminar. Su precio es de sólo $ 40.000. Así es como los diseñadores se la quitó.

En 2005, Steven Sánchez estaba tratando de hacer un giro de una rampa de tierra BMX cuando fue paralizado desde el ombligo hacia abajo. 11 años más tarde, sin cirugía milagro que hablar, él está como cualquier otro turista en línea en el Vaticano.

"Tuve este traje impresionante robótica encendido, y nadie le importaba", dice. "Ellos sólo me esperaban para subir como todo el mundo movido hacia arriba." Fue un momento de increíble, la normalidad turístico, proporcionada por un poco de práctica y el exoesqueleto Phoenix.

Creado por la compañía SuitX sede en Berkeley, la Phoenix es una de 27 libras, $ 40,000 marco de robot que puede permitir a las personas parapléjicas a pie. Aún así, sus especificaciones no puede sonar tan impresionante en el papel. Sólo puede crucero a 1,1 kilómetros por hora en terreno plano. Los portadores aún tienen que usar muletas o un andador para equilibrar. Pero cuesta de dos a cuatro veces menos que los competidores como ReWalk, es entre los exoesqueletos más ligeros del mundo. Y tal vez lo más importante, "se siente como si en realidad estás caminando", dice Sánchez. Un colaborador de mucho tiempo en el proyecto Phoenix, dice competidores hacían sentirse como un robot había secuestrado a su mitad inferior.

¿Cómo es esto posible, que un exoesqueleto rodeó eso es más ligero, más barato y mejor sensación?

"Realmente no hay mucho sobre el poder, se trata de la inteligencia", dice el CEO SuitX Dr. Homayoon Kazerooni. "Hemos diseñado esta máquina con el hardware mínimo que apenas permite caminar y nada más."

Kazerooni es profesor de UC Berkeley y director del Berkeley Robótica y Laboratorio de Ingeniería Humana. Antes de fundar SuitX con un grupo de sus estudiantes de doctorado en 2013, fundó la empresa exoesqueleto Ekso Bionics, y trabajó en proyectos de alto perfil como el de los militares traje HULC, que permite a los soldados para llevar 200 libras sin sentir una carga.

Lo que hace que hace que el Phoenix tan diferente de sus predecesores es su diseño espartano, que nace de la biomecánica en lugar de las prácticas de construcción de robots industriales y los puntos de referencia de los contratos militares.

Como Kazerooni explica que, si alguna vez has visto un vídeo de algo así como guepardo robot del MIT, te darás cuenta de que funciona casi como un apoyador, con una presencia fornido fuerte.Eso es porque está cargado de músculos virtuales, motores en cada bisagra punto, en un enfoque excesivo diseño se asemeja a un coche de 500 caballos de fuerza que no se puede dirigir-mientras que un coche de 200 caballos de fuerza con el control de tracción podría obtener alrededor de una pista más rápida.

En un contexto industrial, este enfoque podría tener sentido. Un único modelo de brazo de robot Kuka se puede utilizar para pintar las piezas del coche en una fábrica y levantar una escalera de hormigón en otro, por lo que sus articulaciones se han cargado con potentes motores para permitir cualquier tipo de movimiento. Del mismo modo, los robots construidos por reto robot de DARPA se les pide a torcer válvulas, caminar entre los escombros, y subir escaleras. Las tareas hechas de estas máquinas requiere la fuerza y la complicación.

El problema es que con cada motor se agrega al sistema, más la infraestructura que necesita: todos los sensores de los cuales alambres, baterías, añadir peso, gasto, y mucho más potencial falla puntos.

"Mi idea y la filosofía es menos es más", dice Kazerooni. "Queremos dar una cantidad mínima para el usuario a ser independiente. No estamos diciendo que esto es un completo [Movilidad] máquina, pero si nos encontramos con algo que es robusta y fácil de caminar, se detiene, se sienta, y la actualidad- eso es sumamente propicio! "

De hecho, cuando le pregunto a Sánchez por qué está más entusiasmado con la posibilidad de ser dueño de un exoesqueleto, dice que moverse en su silla de ruedas es sobre todo bien. El mundo está construido para dar cabida a las ruedas. Sin embargo, está plagado de úlceras por presión peligrosos de estar sentado todo el día, lo que le obligó a levantar a sí mismo de su silla o establecer. "Si pudiera ponerse de pie cada media hora durante 5-10 minutos, ser capaz de caminar en un círculo, obtener algún tipo de flujo de sangre, eso es enorme para mi cuerpo", dice. "Es hora más que en teoría podía sentarme."

Con esta filosofía en mente, Phoenix se ha construido no frustrar carreras de obstáculos, sino permitir que alguien que es parapléjico y encuadernado de otro modo a una silla de ruedas para estar de pie, sentarse, y caminar en una pendiente nivel en 1,1 mph.

Al limitar el alcance de lo que este nuevo exoesqueleto podía hacer, el equipo SuitX pudo reevaluar su rodilla biónica. Para ello, se tomaron un vistazo más de cerca cómo funcionaba la rodilla humana. Kazerooni se apresura a advertir que la biomimética no es una solución directa a la construcción de un exoesqueleto, porque nuestros materiales hechos por el hombre simplemente no pueden desafiar a 6 mil millones de años de evolución. Pero si bien no podían reconstruir torsión y saltando la destreza de una rodilla humana sin maquinaria pesada, podrían imitar una función más simple: caminar. La rodilla humana no tiene que ejercer una gran fuerza para caminar sobre el nivel del suelo, de hecho, puede funcionar con casi ninguna energía en absoluto, por lo que construyeron su rodilla para trabajar de manera similar, como un relativamente simple, bisagra de bloqueo.

A su vez, los únicos motores de accionamiento en Phoenix están en las articulaciones de la cadera. Cuando el usuario realiza un botón de avance en sus muletas, su cadera izquierda se balancea hacia adelante.En este momento, el ordenador de a bordo indica la rodilla a aflojarse, flexión, y limpiar el terreno. Como los golpes de pies, la articulación de la rodilla se endurece de nuevo para apoyar la pierna. Este proceso por computadora coreografiado repite para la pierna derecha.

Como suele suceder, esta articulación de la rodilla con bisagras tiene otra ventaja. Si el usuario golpea algo a medio paso, como una roca o una acera, una rodilla potencia conduciría ciegamente la pierna hacia adelante de todos modos, es probable que conduce a una caída. La bisagra absorbe naturalmente tal resistencia y permite al usuario una oportunidad para compensar.

Sánchez, que se reúne con el equipo SuitX cada mes para probar el producto, dice que, como resultado, que sólo ha caído dos o tres veces en cuatro años. Nunca fue duro, y como él es el primero en admitir, el jinete de BMX en su sangre está constantemente empujando el sistema a sus límites.

Ciencia Ficción Movilidad no tiene que ser un lujo

El Phoenix sale a la venta el próximo mes de $ 40.000. A pesar de ganar dos premios de la Fundación Nacional de Ciencias, ya pesar de la reducción del precio de un exoesqueleto del territorio coche de lujo a la berlina de gama media, Kazerooni todavía insatisfecho con lo que ha hecho.

"Sigo pensando que $ 40.000 es demasiado caro", dice. "Usted puede comprar una moto por $ 10,000! Todo lo que la tecnología allí? Eso es increíble! Usted puede comprar un coche Hyundai por $ 15,000!"Escala inevitablemente bajar el precio, Kazerooni espera, a la gama de una motocicleta o coche fin en los próximos dos o tres años. Mientras tanto, él está trabajando para adaptar su sistema para los niños.

En cuanto a Sánchez, aunque adquiere un Fénix de los suyos, él todavía se imagina que la mayor parte de su tiempo se gastará en una silla de ruedas, porque le resulta tan práctico. Pero el exoesqueleto tiene otra gran ventaja, además de la movilidad solo. Se rompe lo que él llama la experiencia "bubblish" de su silla, un perímetro literal y figurado a su alrededor que hace que la gente tenga miedo de acercarse a él y constantemente disculparse por estar en su camino, incluso cuando no lo son.

"Tener que la separación es muy perjudicial en todo tipo de niveles espirituales", dice Sánchez. "Tener la capacidad de llegar y abrazar a alguien, sin agacharse o sentirse incómodo a causa de la silla de ruedas, es una gran diferencia en la vida."