Mexicanos buscan hacer las prótesis más humanas

Se trata de un desarrollo de ciencia computacional basado en la simulación y visualización tridimensional del funcionamiento interno de los músculos.

México

Lograr que una persona recupere la movilidad natural del brazo luego de sufrir una parálisis ocasionada por algún evento cerebrovascular, accidente de tránsito o enfermedad crónica, forma parte de los alcances del proyecto Visualización de los músculos del cuerpo humano, que desarrolla el Tecnológico de Monterrey y el cual cuenta con un apoyo de 35 mil dólares otorgados por Google Faculty Research Awards.

Se trata de un desarrollo de ciencia computacional, el cual se basa en la simulación y visualización tridimensional del funcionamiento interno de los músculos del brazo, explicó Moisés Alencastre, profesor de la Escuela de Diseño, Arquitectura e Ingeniería del Campus Santa Fe.

“A partir de toda la investigación que estamos haciendo en la parte computacional podremos llegar a diseñar robots humanoides o prótesis muy parecidas al cuerpo humano”, detacó.

Explicó que buscan saber cómo operan e interactúan los tendones, además de cómo se realiza su activación con el cerebro para que el brazo se estire, encoja y contraiga, “lo que permitirá que en un futuro cercano se diseñen dispositivos capaces de hacer ese movimiento natural a través de un pensamiento, un gesto o una palabra”, dijo Alencastre.

Al mismo tiempo, señaló que la mayoría de los trabajos de investigación a escala internacional se han limitado a presentar modelos de músculos con tendón y hueso, basándose, desde hace décadas, en ecuaciones matemáticas y físicas de masa, resorte y amortiguador empleadas para diseñar automóviles. 

Destacó que su trabajo de investigación considera cada fascículo y fibra muscular.

“Queremos simular el comportamiento (del músculo) en la computadora lo más apegado a la realidad para después aplicarlo en proyectos de rehabilitación y también en otros procedimientos para corregir los movimientos”, señaló el especialista.

Por ello, se trata de un proyecto único, el primero apoyado en México por Google Faculty Research Awards 2014, que tendrá impacto en diversas áreas como la medicina, la animación y las piezas robóticas humanoides.

Trastornos

“Hay personas que tienen hemiplejia —trastorno en el cual el paciente tiene la mitad de su cuerpo paralizada— que no les permite hacer movimientos completos del brazo, pero si logramos entender qué está pasando, podríamos darles esa pequeña fuerza eléctrica que requieren para efectuarlo como lo haría una persona normal”, explicó el especialista.

Inclusive, agregó, podría contribuir a la rehabilitación dentro de los institutos y los hospitales cuando hay parálisis parcial o total y generar los dispositivos necesarios que se requieren para recuperar el movimiento perdido.

“Con Visualización de los músculos del cuerpo humano estamos trabajando con la parte de armado, creando estructuras físicas livianas, que se colocarían en la parte de arriba del brazo y que están conformadas con alambres de músculos artificiales muy delgados, más que un cabello, que darán ese impulso eléctrico necesario para efectuar contracciones y estiramientos”.

En el laboratorio del Tec de Monterrey están usando una pulsera que detecta los movimientos de los músculos y una diadema que lee la actividad cerebral. “Queremos fusionar varias cosas en este proyecto con la idea de lograr que esas personas, con un grado mínimo o severo de discapacidad, vuelvan a tener movimiento, ya sea a partir de un pensamiento, de una palabra clave o de algún gesto.

“Queremos hacer los dispositivos correctos, ya que los existentes son muy grandes, pesados y costosos, y los adquieren personas con poder adquisitivo. Lamentablemente parecen robots y la idea es hacerlos livianos y adecuados para la anatomía, además de que tengan muy bajo costo.

Otras aplicaciones

La investigación también ayuda en otros campos y aplicaciones como hacer animaciones más sofisticadas.

Alencastre refirió que a pesar de los avances en tecnología, los personajes de películas y de videojuegos, elaborados en computadora, carecen de movimientos fluidos y naturales. “Creemos que con nuestro trabajo se puede crear un software que permitan a los personajes y animales emular el movimiento real del humano”.

Aproximadamente en un año los proyectos ganadores serán analizados por expertos en Google, quienes evaluarán el trabajo hecho durante este periodo por el equipo comandado por el investigador.