Estas botas do ‘Homem de Ferro do mundo real’ me deram uma mola robótica no meu passo

O futuro da assistência para caminhar pode não vir de uma bengala ou andador, mas sim de um par de botas de exoesqueleto robótico.

Essa é a visão dos pesquisadores do Laboratório de Biomecatrônica da Universidade de Stanford, que desenvolveram seu primeiro exoesqueleto sem amarras, projetado para dar às pessoas um impulso motorizado em seus passos enquanto caminham. Eu vim para Stanford para CNET qual o futuro série de vídeos para colocar os exoesqueletos em seus passos (literalmente) e ver se minha caminhada rápida pode ser acelerada, estilo super-herói.

Patrick Slade, o estudioso de pós-doutorado por trás do design do exoesqueleto, me deu muita esperança nessa frente.

Um close-up do exoesqueleto de tornozelo portátil, desenvolvido pelo Laboratório de Biomecatrônica da Universidade de Stanford.

Kurt Hickman/Universidade de Stanford

“Este é o Homem de Ferro do mundo real”, diz ele. “É basicamente um sapato motorizado. … Ao substituir a função da panturrilha por um motor, podemos realmente dar um impulso ao seu passo e ajudá-lo a andar com mais facilidade e rapidez.”

O exoesqueleto se encaixa no seu pé com um sapato normal (embora adaptado com sensores), que é preso à panturrilha por meio de uma cinta de fibra de carbono e fios. Conforme você anda, um motor atrás da panturrilha enrola um cabo preso ao sapato, permitindo que você se levante do chão com mais facilidade.

Mas o segredo adicional desse exoesqueleto é que ele aprende a maneira como você anda, quanto mais você o usa. Um sistema de aprendizado de máquina embutido em cada bota recebe informações de sensores em todo o exoesqueleto para entender como seu tornozelo está se movendo e quando seu pé está em contato com o solo. Em seguida, adapta o motor e a potência para personalizar o elevador para o seu destino.

Este “emulador de exoesqueleto” permite que os pesquisadores de Stanford executem testes de movimento usando diferentes parâmetros sem ter que construir exoesqueletos individuais para testar cada mudança de design.

John Kim/CNET

Esse sistema de aprendizado de máquina foi desenvolvido com a ajuda de “emuladores de exoesqueleto” no Laboratório de Biomecatrônica. Esses sistemas são essencialmente grandes exoesqueletos montados permanentemente sobre esteiras no laboratório, permitindo que os pesquisadores testem diferentes iterações de design, sem ter que construir protótipos fisicamente.

“Você pode pensar nisso como um sistema de realidade virtual para suas pernas”, diz Steve Collins, professor associado de engenharia mecânica em Stanford e líder do laboratório. “Programamos no dispositivo que achamos que pode ajudar uma pessoa, colocamos o emulador, eles sentem como seria andar com aquele dispositivo. t t, então abandonamos isso e tentamos algo novo.

Mas testar em um laboratório é uma coisa, testar no mundo real é um jogo totalmente diferente. Dirigi-me ao campus de Stanford com Patrick Slade para testar as exobotas. Depois de amarrar meus sapatos, amarrar as braçadeiras e prender a bateria na cintura, eu estava pronto para ir.

Uma mulher fica do lado de fora na grama usando duas botas de exoesqueleto robótico

Experimentando as botas de exoesqueleto no campus da Universidade de Stanford.

John Kim/CNET

Depois de apenas dois ou três passos, pude sentir os motores em minhas pernas girando e começando a me levantar do chão. Eu me senti menos como o Homem de Ferro (sem decolar no espaço ainda) e muito mais como se houvesse um robô controlando meus pés.

Não havia dúvida de que eu tinha uma mola no meu passo. Mas o problema de se acostumar com esses exoesqueletos não era com a máquina – era comigo. Meu cérebro tornou isso mais difícil do que eu pensei que seria. Assim como distender um músculo da perna pode fazer com que você mude inconscientemente a maneira como anda ao ajustar seu objetivo para compensar, minhas pernas e meu cérebro não sabiam o que fazer com essa nova ajuda repentina. Comecei a andar um pouco como um robô. Eu me senti como Jack Donaghy em 30 Rock quando de repente ele esqueceu como se mover como uma pessoa normal.

De acordo com Patrick Slade, embora o exoesqueleto seja rápido para aprender, os humanos demoram mais. Os pacientes e cobaias normalmente recebem treinamento no laboratório, e seus corpos e cérebros normalmente levam algumas horas para se ajustar à assistência. Eu estava acelerando isso em menos de uma hora.

Ainda assim, eu podia sentir absolutamente a diferença. E a maior mudança veio quando tirei as chuteiras. De repente, minhas pernas pareciam um peso morto – como se eu tivesse me puxado para fora de uma piscina e passado de peso leve para sentir toda a força da gravidade.

Testando esses protótipos no espaço de uma tarde, pude ver o quanto essa pesquisa poderia fazer a diferença. Slade e a equipe esperam que esses tipos de dispositivos assistivos – dispositivos vestíveis de alta tecnologia que se adaptam aos usuários – possam ajudar pacientes idosos ou com dificuldades de locomoção a obter novos níveis de mobilidade perfeitamente direcionados às suas necessidades.

Para ver os exoesqueletos em ação, confira o episódio desta semana de What the Future, no início deste artigo.

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