Exoesqueleto robótico suave para reducir la carga muscular en el trabajo

En un contexto laboral donde el levantamiento de cargas y las tareas repetitivas son comunes, los avances tecnológicos pueden marcar una diferencia significativa en la prevención de trastornos musculoesqueléticos. Esto motivó la creación de un exoesqueleto robótico suave en la Universidad de Texas en Arlington, que tiene como objetivo reducir la carga muscular en los trabajadores.

Conocido como el Exoesqueleto Neumático Suave para el Codo (PASE, por sus siglas en inglés), el dispositivo utiliza un "actuador neumático" de silicona ligera. Este mecanismo, que está diseñado para ser flexible y liviano, asiste los movimientos de los brazos durante tareas industriales cotidianas como levantar, ensamblar y perforar. La intención es abordar el riesgo de desarrollar lesiones en el trabajo, las cuales representan aproximadamente el 30% de las lesiones laborales en Estados Unidos y generan costos anuales estimados entre 45 y 54 mil millones de dólares en compensaciones y recuperaciones.

Según Eshwara Prasad Sridhar, asistente de investigación de posgrado en el Departamento de Ingeniería Industrial, Manufactura y Sistemas, el objetivo fue "crear un dispositivo asistencial preventivo que reduzca la tensión muscular antes de que ocurran lesiones". Agregó que este exoesqueleto puede implementarse fácilmente en entornos laborales, aprovechando los sistemas neumáticos generalmente disponibles.

El proyecto multidisciplinario involucró a Mahmudur Rahman (Investigador Principal), profesor asistente en la misma facultad; Muthu Wijesundara, científico investigador principal en tecnologías biomédicas del UTA Research Institute; Veysel Erel, científico investigador III en UTARI; y Sridhar.

Para maximizar la comodidad y minimizar la complejidad mecánica, el equipo diseñó el PASE como un actuador neumático de una sola pieza, construido en silicona y montado en una base de carbono con una capa exterior de neopreno suave, permitiendo un alineamiento preciso con el movimiento natural del codo.

Un estudio realizado con 19 participantes de entre 18 y 45 años confirmó la efectividad del exoesqueleto, mostrando una disminución de hasta el 22% en la actividad muscular de bíceps y tríceps durante las tareas de levantamiento. Los participantes reportaron una reducción de 8 a 10 puntos en la carga física y mental percibida gracias a la asistencia del dispositivo, utilizando el Índice de Carga de Tareas de NASA.

Dr. Veysel Erel, quien lidera los esfuerzos de robótica suave en UTARI, comentó que "incluso la prevención de una sola lesión laboral puede tener un gran impacto". Además, subrayó cómo proyectos como este demuestran que la ingeniería puede mejorar directamente la calidad de vida al reducir la fatiga y crear entornos laborales más seguros.

El estudio titulado "Diseño, Desarrollo y Evaluación de un Exoesqueleto Robótico Suave Neumático para Reducir la Actividad Muscular y la Carga Percibida" fue publicado en el Journal of Rehabilitation and Assistive Technologies Engineering.

A partir de este éxito, el equipo ha presentado una propuesta a la National Science Foundation para expandir el concepto a un exoesqueleto para la parte superior del cuerpo que ayude simultáneamente el codo, la muñeca y los dedos.

Finalmente, Erel destacó que "este tipo de investigación interdisciplinaria está en el corazón de la misión de la UTA" y que al combinar conocimientos en robótica, ingeniería mecánica y factores humanos, se logran soluciones que son de importancia tanto en la industria como en la vida cotidiana.

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