Será que a solução para os problemas de mobilidade um dia será tão fácil quanto vestir uma calça? Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Jonathan Rossiter da Universidade de Bristol revelou recentemente um protótipo de par de calças robóticas que eles esperam poder ajudar algumas pessoas com deficiência a andar sem outra assistência.

Como um engenheiro que pesquisa maneiras de ajudar as pessoas com lesões na medula espinhal a moverem seus membros novamente, Estou perfeitamente ciente de como a perda de mobilidade pode afetar a qualidade de vida de uma pessoa, e como restaurar esse movimento pode ajudar. Dado o número impressionante de pessoas com deficiência (mais de 6,5 milhões de pessoas com problemas de mobilidade só no Reino Unido) e o envelhecimento da nossa população, dispositivos que melhoram a mobilidade podem ajudar um grande segmento da população.

No entanto, apesar de 50 anos de pesquisa, esse tipo de tecnologia raramente foi adotado fora do laboratório. Então, está o novo desenvolvimento de calças robóticas em curso para finalmente levar uma tecnologia de mobilidade funcional para casa?

Ao contrário do dispositivo robótico rígido no filme de animação de Wallace e Gromit, The Wrong Trousers, as novas chamadas "calças certas" usam músculos artificiais macios para criar movimento, bem como aproveitar os verdadeiros músculos do usuário. Eles imitam os músculos humanos ao produzir uma força simplesmente ao se tornarem mais curtos e puxando as duas extremidades.

Ao agrupar vários músculos artificiais, as calças auxiliares podem mover uma articulação, como o joelho, e ajudar o usuário com movimentos como levantar-se de uma cadeira. Como os músculos artificiais são elásticos e macios, eles são mais seguros do que os motores tradicionais usados ​​em exoesqueletos robóticos rígidos que, embora poderoso, são rígidos e desconfortáveis.

Os pesquisadores apresentaram várias idéias diferentes sobre como encurtar os músculos artificiais e criar movimento. Um projeto adapta o conceito de músculos do ar, que são efetivamente balões que se expandem lateralmente e encurtam em comprimento à medida que se enchem de ar.

Outro projeto proposto usa eletricidade para encurtar um músculo artificial feito de um gel colocado entre duas placas de cobre. O gel é atraído por áreas de alta voltagem elétrica. Portanto, a criação de duas tensões diferentes nas placas força o gel a encolher em torno de uma delas, aproximando-os e encurtando o músculo.

Outra tecnologia integrada nas calças assistivas é a estimulação elétrica funcional (FES). Eletrodos tecidos nas calças estrategicamente localizados sobre os músculos podem enviar impulsos elétricos especialmente projetados para o corpo para sequestrar o canal de comunicação entre o cérebro e os músculos e comandar diretamente os músculos a se contraírem. Usando os músculos existentes e contornando o cérebro, as calças auxiliares podem até comandar músculos que os usuários podem ter dificuldade em usar por conta própria (por exemplo, devido a um derrame).

As calças também podem ajudar os usuários que lutam para ficar em pé por qualquer período de tempo, graças às joelheiras de plástico especialmente feitas que enrijecem à medida que esfriam. O controle da temperatura das órteses permite que o joelho se mova ou trave na posição para se manter em pé sem muito esforço necessário para os músculos (reais ou artificiais).

Outras características incluem uma correia automática, usando um mecanismo semelhante aos músculos do ar, para tornar mais fácil e seguro colocar e tirar as calças.

Os pesquisadores sugerem a criação de um sistema eletrônico embutido que recebe informações sobre o movimento e o estado do usuário a partir de sensores embutidos nas calças, e controla todos os sistemas para adaptar os movimentos às necessidades do usuário. A eletrônica permitiria aos usuários controlar seus movimentos por meio de controles diretamente tecidos nas calças. O desafio será cronometrar o movimento dos músculos artificiais e a estimulação elétrica dos músculos reais em resposta à postura do usuário.

Desafios restantes

As calças certas são únicas em sua abordagem de combinar pesquisas de ponta e técnicas bem estabelecidas em um único protótipo. Além da novidade das calças robóticas, o que torna o dispositivo tão atraente como uma tecnologia assistiva prática é o fato de que pode ser adaptado a muitos usuários diferentes. Isso aumenta a esperança de que possa ser amplamente adotado onde outros empreendimentos anteriores falharam.

Contudo, este é apenas o protótipo. Um produto funcional está provavelmente a pelo menos cinco anos de distância e questões importantes devem ser respondidas para chegar a esse estágio. Onde ele armazenará toda a energia de que precisa? Como todos os sistemas podem ser miniaturizados e embutidos nas calças para que não fiquem volumosos e desajeitados de usar? O controlador pode prever a melhor ação a ser tomada em meio à complexidade em constante mudança dos ambientes reais onde os usuários estarão caminhando?

No entanto, outras tecnologias têm o potencial de melhorar ainda mais as calças. Interfaces cérebro-computador que podem decodificar sinais cerebrais estão agora sendo usadas em sistemas que ajudam pessoas paralisadas a se moverem novamente. Controlar as calças de apoio com o pensamento pode tornar mais fácil dar um passo novamente para muitas pessoas.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.