Inteligencia artificial - 11 Septiembre, 2023

Echan ‘una mano’ a los problemas de movilidad causados por el ictus

Investigadores americanos crean un guante que emplea la inteligencia artificial para recuperar la destreza y la coordinación de las manos en tareas complejas. 

El dispositivo se ha probado tocando el piano pero sus capacidades lo habilitan para adaptarse a otro tipo de actividades cotidianas o complejas.

Tags: #InteligenciaArtificial, #Robótica, #Impresión3D

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“Sufrí pérdida de memoria tanto de corto como de largo plazo; también perdí parte del oído izquierdo y tuve problemas de tartamudez. No sentía la pierna izquierda desde la cadera hasta la rodilla y tuve que volver a aprender a andar, hablar, leer y escribir. Fue empezar de cero”. El relato que la actriz Sharon Stone hizo en televisión¹ sobre las consecuencias del ictus que sufrió en 2001 contribuyó a hacer visible una realidad que afecta a cerca de 120.000 personas al año en España², y puso sobre la mesa la dificultad que tienen estas personas para intentar recuperarse y superar las secuelas de la enfermedad. Muchas de estas secuelas se pueden superar mediante rehabilitación pero hay algunas que persisten a lo largo de los años. Para paliar los efectos del ictus sobre la movilidad de las manos un grupo de investigadores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la Universidad Atlántica de Florida ha desarrollado un guante robótico o exoesqueleto de mano inteligente que utiliza la Inteligencia Artificial para recuperar la destreza y la coordinación de las manos en la realización de tareas complejas. El estudio, que ha sido publicado por la revista Frontiers in Robotics and AI³, se ha centrado en la recuperación de la movilidad de las manos a la hora de tocar el piano pero la capacidad de aprendizaje del dispositivo lo hace fácilmente adaptable a otro tipo de actividades o tareas cotidianas.

Solución nueva

Para llevar a cabo este estudio los investigadores necesitaban un exoesqueleto que tuviera características específicas. Estos dispositivos son una solución relativamente nueva y eficaz para soportar el peso del usuario y ayudarle a desplazarse o a realizar determinados movimientos; sin embargo, también son a menudo muy pesados, inflexibles y accionados por motores eléctricos, y su naturaleza rígida limita su aplicación a determinadas tareas. En este caso los autores han recurrido a la llamada robótica blanda para estudiar la forma en que puede ayudar a los pacientes que han sufrido traumas neuronales a volver a aprender a tocar música y a realizar actividades similares. Para ello utilizaron la impresión en 3D para crear un exoesqueleto de mano inteligente con forma de guante flexible y ligero, de tan solo 191 gramos de peso. El guante se diseñó para conseguir que el usuario pudiera mover fácilmente la palma, la muñeca y, por supuesto, los dedos, y poder adaptarse a diferentes fisonomías. Para conseguir un movimiento de dedos lo más natural y preciso posible los investigadores colocaron unos actuadores neumáticos suaves en las yemas del guante para generar movimiento y ejercer fuerza. Además, dotaron a cada una de estas áreas un total de 16 sensores flexibles que permitían aportar al usuario las sensaciones táctiles necesarias para poder interactuar con objetos y superficies. De esta forma, según los investigadores, cuando el paciente utiliza el guante puede mantener un control moderado sobre el movimiento de cada uno de los dedos, como la flexión y la extensión.

Objetivo: tocar el piano

Sin embargo, a estas capacidades motoras hubo que añadir otras de carácter cualitativo: efectivamente, el objetivo de esta investigación era conseguir que los guantes ayudaran a tocar el piano a una persona que ha sufrido un ictus mediante la recuperación de la movilidad en ambas manos, la destreza, las habilidades motoras y el sentido de la coordinación. Para ello los investigadores tuvieron que recurrir al aprendizaje automático para enseñar al guante a “sentir” la versión correcta de un tema de piano sencillo, que requiere cuatro dedos. Los resultados favorables que se han obtenido con esta investigación han abierto la puerta a reprogramar el sistema para que cualquier usuario pueda realizar tareas diferentes de similar complejidad.