La discapacidad del miembro superior es una condición que limita la capacidad de las personas para realizar movimientos con las manos, brazos y antebrazos. Las causas de esta condición son variadas, siendo las lesiones medulares una de las más comunes. Estas lesiones no solo afectan las manos, sino que pueden extenderse a todo el brazo o a ambos brazos, dependiendo de la gravedad. Los traumas en los brazos, que resultan en daños a músculos, nervios y huesos, también son una causa frecuente de esta deficiencia. Para abordar esta discapacidad, los pacientes suelen someterse a procesos de rehabilitación.
Tipos de Discapacidad Motora y sus Causas
La discapacidad motora o motriz, que implica la pérdida de movilidad, se clasifica dentro de las discapacidades físicas. Estas últimas también incluyen las discapacidades orgánicas, que se refieren a la pérdida de funcionamiento de órganos internos. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la discapacidad motora es la "secuela o malformación que deriva de una afección en el sistema neuromuscular a nivel central o periférico, dando como resultado alteraciones en el control del movimiento y la postura". Esto se traduce en dificultades para realizar actividades cotidianas como el desplazamiento, la manipulación de objetos, el acceso a ciertos espacios o incluso el habla.
Las causas de una discapacidad motora son múltiples y pueden abarcar una amplia gama de diagnósticos. Aunque existen muchos tipos de discapacidad motora, todas se categorizan como una condición de discapacidad física. Cada persona, dependiendo de su diagnóstico específico, puede necesitar adaptaciones o productos de apoyo para mejorar su calidad de vida diaria.
Estadísticas de Discapacidad en Bolivia
En Bolivia, se tienen registradas 102.578 personas con discapacidad, según datos del Registro Único Nacional de Personas con Discapacidad del Ministerio de Salud, correspondientes al año 2022. Dentro de este grupo, alrededor de 36.000 personas presentan algún grado de discapacidad física - motora, lo que les dificulta la realización de actividades cotidianas como alimentarse.
Soluciones Innovadoras y Tecnología Asistencial
La tecnología ha emergido como una herramienta fundamental en la búsqueda de soluciones y mejoras para las personas con discapacidad en las extremidades superiores, ofreciendo asistencia física y rehabilitación avanzada.
Controladores por Comandos de Voz para Rehabilitación
Una investigación propone un mecanismo innovador para el proceso de rehabilitación, con el objetivo de establecer un controlador, por comandos de voz y comunicación inalámbrica, de velocidad y trayectorias. Este controlador está diseñado para guiar los movimientos del hombro, codo y muñeca, utilizando las articulaciones de un brazo de tres grados de libertad. El método empleado es el sistémico, que estudia el funcionamiento del brazo articulado como un todo, desde las instrucciones de control provenientes de los comandos de voz hasta la activación de las articulaciones de la mano, antebrazo y brazo.
Se ha establecido que el controlador, mediante comandos de voz y comunicación inalámbrica por Bluetooth integrada con un controlador digital, permite controlar la velocidad de los motores de las articulaciones de la muñeca, codo y hombro. Las velocidades obtenidas muestran diferencias de poca significancia con la velocidad deseada por el usuario.
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Brazos Mecánicos Funcionales con Sensores EMG
Adrián Lijerón, Diego Yañez, Luis Yupanqui y Jesús Cerruto, universitarios con un enfoque social, han trabajado en un proyecto que busca proveer asistencia física con tecnología, desde la perspectiva de sistemas. Su proyecto se centra en el uso del sensor EMG (electromiográfico muscular), que permite crear un brazo mecánico funcional. Este sistema se conecta a los nervios de la extremidad faltante y reacciona a la tensión del músculo. Controlado por un lector, el sensor manda señales a los servomotores para realizar los movimientos que la persona requiere.
Los desarrolladores buscan mejorar el proyecto utilizando impresión 3D para integrar los motores dentro de una carcasa, lo que facilitaría su uso. Destacan que no recurrieron a prototipos existentes ni revisaron piezas armadas, sino que se enfocaron en solucionar la discriminación hacia personas que carecen de alguna extremidad superior. Este enfoque permite a los estudiantes visualizar retos y problemas a solucionar, integrando áreas de formación y validando el desarrollo de sus competencias profesionales.
Implantes Cerebrales y Prótesis Biónicas
Los avances científicos han sorprendido con la prueba de un implante cerebral en Estados Unidos, que permite percibir la intención de un paciente tetrapléjico para mover un brazo robótico. Erik Sorto, de 34 años, quien quedó paralizado del cuello para abajo a los 21, fue la primera persona en el mundo en probar este sistema. Él bromea diciendo que quiere ser capaz de "tomar su propia cerveza a su ritmo" y "cuidar de sí mismo: afeitarse, cepillarse los dientes".
Años atrás, se intentó utilizar implantes cerebrales para controlar prótesis, colocando el aparato en la corteza cerebral motora. El experimento más reciente consistió en colocar dos series de microelectrodos en la corteza parietal posterior (CPP), una zona del cerebro que procesa la planificación de movimientos.
La robótica, junto con la interfaz cerebro-máquina (BCI, del inglés Brain Computer Interface), ha dado lugar a manos, brazos y piernas biónicas que se conectan con los nervios. Las prótesis más innovadoras ya son capaces de transmitir sensaciones, como el frío y el calor de los objetos, a través de la mano robótica MiniTouch.
Hugh Herr, experto en biónica del MIT y amputado de ambas piernas, recibió el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2016 por el desarrollo de las piernas biónicas más avanzadas. Actualmente, trabaja en una nueva generación de prótesis biónicas, incluyendo una interfaz para conectar cuerpos a dispositivos protésicos basada en pequeños implantes magnéticos (magnetomicrometría).
Prótesis Impresas en 3D: Ayúdame 3D
En 2017, Guillermo Martínez, estudiante de Ingeniería Industrial, fundó Ayúdame 3D, una startup social. Durante un viaje a Kenia, donde participaba en un programa de voluntariado, Martínez entró en contacto con cinco personas que necesitaban ayuda con prótesis. Utilizando la tecnología de impresión 3D, que estaba en auge y que él aprendía en su tiempo libre, imprimió en Madrid brazos protésicos adaptados a sus necesidades y los llevó en su maleta para donarlos.
El éxito de esta iniciativa lo impulsó a expandir su labor, y hoy más de medio millar de personas en 55 países, incluyendo España, Kenia, México o India, utilizan uno de los dispositivos impresos en 3D que esta organización social entrega gratuitamente. El objetivo de Ayúdame 3D es hacer que estos dispositivos sean más accesibles, considerando que "en el mundo hay 83 millones de hombres y mujeres que no pueden permitirse una prótesis".
Philip, un profesor de primaria keniano, uno de los primeros en recibir una de estas 'trésdesis' solidarias, destaca la importancia de esta ayuda en Kenia, donde es muy difícil conseguirla, calificándola como un "gesto de humanidad que ha abierto muchos sueños".
Características y Fabricación de las Prótesis
Los dispositivos de Ayúdame 3D destacan por ser muy ligeros, con un peso aproximado de 500 gramos, lo que los hace adecuados para niños y ancianos. Un ejemplo es el caso de Consolación, una mujer de 86 años de Madrid, que no podía soportar el peso de prótesis de 4 o 5 kg que le habían costado miles de euros y le causaban dolor y moratones.
La fabricación de los tres tipos de prótesis que la ONG produce (para muñeca, codo u hombro) parte de modelos 3D estándar que se adaptan para crear un dispositivo personalizado a las medidas y requisitos de cada receptor. Las prótesis están fabricadas con diferentes tipos de plásticos, como el PLA o el TPU, materiales accesibles y fáciles de utilizar en la impresión 3D. Estos materiales permiten configurar el tamaño, la resistencia, la flexibilidad o el peso de cada parte según su función, creando dispositivos 100% adaptados a cada usuario.
Ayúdame 3D constantemente realiza mejoras en las prótesis y actualmente están probando con un tipo de plástico muy resistente, el ABS, utilizado en la fabricación de juguetes y enchufes. Este material posee propiedades que "permiten que nuestros dispositivos tengan menos desgaste con los movimientos y que se adapten a países con unas condiciones sociales o climáticas más adversas". Este proyecto colaborativo de economía circular, según Martínez, "resume las posibilidades que tiene el plástico procesándolo de manera eficiente".
Para atender el mayor número de peticiones posible, Ayúdame 3D cuenta con el respaldo de una red de unos 120 colaboradores en España. Las prótesis se pueden solicitar a través de su página web y mediante entidades sociales con las que cooperan en diferentes países, quienes actúan como embajadores, localizando a posibles receptores, entregando las 'trésdesis' y realizando un seguimiento para el mínimo mantenimiento que requieren.
Además de prótesis, Ayúdame 3D fabrica otros productos con esta tecnología, como las 'Chemobox', cajas con imágenes coloridas de superhéroes o dibujos animados que cubren las bolsas de quimioterapia de niños en hospitales, y pastilleros para personas con Parkinson. Martínez reflexiona que, con el uso social de la impresión 3D, "estamos logrando que estas personas ganen en dignidad y calidad de vida, algo bastante espectacular, que nunca había imaginado y que te motiva a seguir trabajando e innovando en este campo”.
La entidad social, con un equipo de 8 profesionales (desde ingenieras biomédicas hasta expertos en marketing), financia su labor a través de cuotas de socios, donaciones y patrocinios. También realizan programas de formación en centros educativos y empresas, y ofrecen un servicio de diseño que genera trofeos y objetos de merchandising con las mismas impresoras que producen los brazos, con un impacto social. Con este apoyo, han logrado montar "la primera granja social de impresión 3D del mundo", con 25 impresoras, ubicada en un centro de innovación del Ayuntamiento de Madrid. También cuentan con otra sede en Kenia donde se producen localmente prótesis para esa región de África.
Rehabilitación Robótica y Asistencial
La rehabilitación robótica es un avance prometedor que utiliza dispositivos mecánicos con fines terapéututicos. Hoy en día, se han desarrollado diversos tipos de dispositivos robóticos para ayudar a pacientes con parálisis a recuperar el movimiento y la función. Los sensores y sistemas de retroalimentación de estos dispositivos aumentan significativamente el éxito del tratamiento.
Tipos de Dispositivos Robóticos para Rehabilitación
Un tipo de dispositivo robótico es el exoesqueleto, un dispositivo portátil que proporciona soporte y asistencia mecánica al usuario. Los exoesqueletos se utilizan para ayudar a pacientes con parálisis a volver a caminar.
Otro tipo de dispositivo es el brazo robótico, que se lleva sobre el cuerpo y permite al paciente mover el brazo con naturalidad, contribuyendo a recuperar el movimiento de sus extremidades superiores.
El sistema de estimulación eléctrica funcional (EEF) es otro dispositivo robótico implantado en el cuerpo que envía señales eléctricas a los músculos, ayudando a pacientes con parálisis a recuperar la movilidad de brazos y piernas.
Finalmente, el dispositivo robótico de marcha se utiliza en personas con parálisis que han perdido parcial o totalmente la capacidad de caminar. Este dispositivo mueve los pies al ritmo de la marcha y cuenta con sistemas virtuales que enseñan a subir rampas, moverse en superficies irregulares e incluso subir y bajar escaleras. Puede ser utilizado tanto en pacientes pediátricos como adultos.
Ventajas y Aplicaciones de la Rehabilitación Robótica
La rehabilitación robótica ofrece numerosas ventajas, entre ellas, una mayor precisión. Los robots pueden proporcionar a los pacientes un nivel de precisión superior en comparación con el tratamiento convencional, lo cual es especialmente útil para movimientos complejos o para reaprender tareas básicas.
Este campo de la medicina, nuevo y emocionante, se utiliza para ayudar a pacientes con diversas afecciones. El grupo más común de pacientes beneficiados son aquellos que han sufrido un accidente cerebrovascular. Los pacientes paralizados por un ACV suelen tener dificultad para mover una o más extremidades (hemiplejía, monoplejía), y la rehabilitación robótica puede ayudarles a recuperar la movilidad.
También se utiliza con frecuencia en pacientes con lesiones medulares postraumáticas, quienes tienen dificultad para mover dos o más extremidades (paraplejía, cuadriplejía), facilitando la recuperación de la movilidad. Además, la rehabilitación robótica ayuda a personas con enfermedades neurológicas como parálisis cerebral, esclerosis múltiple y enfermedad de Parkinson, que pueden causar dificultad para mover las extremidades.
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Robótica Asistencial e Industria 4.0
La robótica y las tecnologías de automatización, pilares clave de la Industria 4.0, también se están empleando con un fin asistencial, facilitando la vida de las personas con discapacidad y brindándoles mayor accesibilidad al mundo. Estos avances no solo aportan independencia y autonomía, sino que también contribuyen a reducir el estigma social. La robótica asistencial abarca desde exoesqueletos y sillas de ruedas inteligentes hasta máquinas de rehabilitación y extremidades biónicas. La ONU ha resaltado su potencial para reducir las desigualdades.
Exoesqueletos para Caminar y Rehabilitar
Conocidos como trajes robot o armaduras motorizadas, los exoesqueletos se adaptan a los movimientos del cuerpo a través de algoritmos inteligentes y pueden ser de cuerpo entero o para extremidades. Estas exoestructuras reemplazan la funcionalidad perdida, tratan problemas musculoesqueléticos, asisten a fisioterapeutas con pacientes que padecen discapacidades motoras y cognitivas, y ejercitan la locomoción de pacientes hospitalizados.
En España, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha investigado en neurorrehabilitación de la marcha y neuroprotésica durante los últimos 20 años. La ingeniera Elena García Armada, pionera en exoesqueletos para niños y ganadora del Premio Inventor Europeo 2022, investiga con CP Walker 2.0, un exoesqueleto para la corrección de la postura durante la marcha en niños con parálisis cerebral; Discover2Walk, un dispositivo para niños de 1 a 3 años; y Exo-H3, un dispositivo wearable que se ajusta a las piernas, piernas y cadera, entre otros.
Robot Terapeuta "Ursus"
Un grupo de expertos ha ideado un prototipo de robot, llamado "Ursus", fabricado con dos brazos móviles, que invita a niños con discapacidad en las extremidades superiores o con parálisis cerebral a imitar sus movimientos. El objetivo es mejorar sus capacidades físicas y cognitivas. Este prototipo, con aspecto de osito de peluche y fabricado en aluminio, actúa como asistente terapeuta. Además de enseñar a los niños a hacer movimientos con los brazos, codos, hombros y muñecas, registra con una cámara las posiciones de las articulaciones para hacer un seguimiento del aprendizaje de las personas con discapacidad.
Pablo Bustos, profesor de Arquitectura y Tecnología de Computadores de la Universidad de Extremadura y director del proyecto, explica que el robot tiene una cámara implantada en la cabeza para registrar los movimientos y estimular al paciente con un sistema de voz si no los realiza correctamente. También monitoriza y anota la mejoría en cada caso. Este sistema es útil tanto para pacientes como para terapeutas, ya que los profesionales pueden modificar o mantener su modo de trabajar con el niño en función de los resultados más precisos que anota el sistema robotizado. El prototipo "Ursus" busca extenderse a más aplicaciones similares y fabricarse de la manera más económica posible para ser implantado en centros de personas con discapacidad, dada la demanda de este tipo de sistemas.
Otros Dispositivos Asistenciales
La robótica también está desarrollando dispositivos para otras discapacidades. Por ejemplo, una mano robótica, diseñada para hablar en el lenguaje de signos, ayuda a personas con sordoceguera. El prototipo Tatum T1 es capaz de traducir textos en inglés (correos electrónicos, libros, internet) a esta lengua visual y gestual.
Los primeros perros guía robóticos están en desarrollo, detectando espacios y moviéndose de forma autónoma, identificando personas y evitando obstáculos mediante tecnologías como lidar, sensores IoT e inteligencia artificial. Destacan el impulsado por el Instituto de Tecnologías Físicas y de la Información (ITEFI) del CSIC, denominado Tefi, y Lysa, creada por una ingeniera brasileña. Ambos prometen ser una alternativa más económica a los perros guía reales.
Investigadores de la Universidad de Stanford desarrollan el bastón inteligente Augmented Cane, equipado con sensores, sistema lidar, GPS, cámara y un medidor de aceleración y velocidad. Su funcionamiento se basa en el mismo algoritmo de los vehículos de conducción autónoma.
Los coches autónomos también son una realidad tecnológica, y se espera que se integren con audio, hápticos (retroalimentación táctil) y gestos para personas con discapacidad visual, diseñados con criterios de inclusión y accesibilidad desde el principio.
Las sillas de ruedas inteligentes ofrecen funciones avanzadas que las eléctricas no permiten, como detección de obstáculos y peatones, notificación de caídas, iluminación automática, ruedas para subir escaleras o conducción autónoma. La Universidad de Michigan investiga en el sistema autónomo Vulcan, y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong desarrolla una silla de ruedas que sube y baja escaleras, y otra con un sistema de navegación similar al de los vehículos autónomos.
Además, existen andadores inteligentes para personas con movilidad reducida, cámaras robóticas de reposicionamiento, máquinas capaces de vestir, lavar el pelo, dar de comer, y robots que transfieren personas (por ejemplo, de una silla de ruedas a la cama). Todos estos robots asistenciales mejoran la vida no solo de las personas con discapacidad, sino también la de sus cuidadores.
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