Por Luis Estrada y Carlos Fernández de Lara

Pierna derecha, pierna izquierda. Sesenta pasos en 13 minutos. En la sala de terapia, las indicaciones se mezclan con ruidos mecánicos que remiten al clásico cinematográfico Terminator. Pero estos acordes robóticos no son producto de una producción del séptimo arte, sino que emanan de los pies de Gaby, una joven de 14 años que hoy vuelve a ponerse de pie apoyada por un novedoso desarrollo tecnológico conocido como exoesqueleto.

Sesenta pasos en 13 minutos.

Para muchos, andar de un lado para otro es una simple acción mecánica. Para esta adolescente significa libertad. Hace varios años, una hipoxia dejó sin movilidad sus piernas; el diagnóstico fue parálisis espástica a nivel medular incompleta. Por ello, ha sido incapaz de caminar desde su primer año de existencia.

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Hoy, la vida comienza a ser diferente para ella. El robot que cubre su cuerpo parece decirle “levántate y anda”. Y Gaby, ayudada por el exoesqueleto, se yergue. Una vez más está de pie, como desde hace tres meses que inició su terapia en el Centro de Rehabilitación Infantil en Tlalnepantla, Estado de México.

“Ahora soy otra persona. Cuando llegué aquí dependía mucho de mi mamá. Ahora soy independiente”, afirma con una sonrisa que revela sus brackets, mientras su fisioterapeuta le mide el fémur, tibia, peroné y ancho de cadera, antes de ajustar la armadura capaz de mover a cualquier persona que pese hasta 150 kilos.

El exoesqueleto está diseñado para auxiliar a pacientes con paraplejia en la parte inferior. No todos son candidatos: hay que cumplir con varios requisitos, como musculatura adecuada, fuerza muscular, arcos de movimiento, altura e interacción de conciencia que le permita trabajar con el médico y seguir indicaciones, dice José Antonio Adaya Pérez, coordinador de Terapia Física del centro.

Desde hace cuatro meses, Adaya Pérez es responsable de operar la rehabilitación de pacientes con el exoesqueleto de Ekso Bionics, el primero en América Latina. Esta empresa californiana comenzó a desarrollar armazones robotizados desde 2005 para fines militares; en la actualidad, opera más de 125 exoesqueletos alrededor del mundo con fines médicos.

La funcionalidad y desarrollo de estos instrumentos robóticos se ha traducido en una herramienta de esperanza para personas con discapacidad que sueñan con volverse a poner de pie. Se prevé que sea el inicio de una nueva era social, en la que las máquinas lleven las capacidades humanas a límites que hasta hace una década eran exclusivos de la ciencia ficción.

En México, diversos investigadores y visionarios diseñan y crean estructuras mecatrónicas que podrían permitir que recupere la capacidad de movimiento alguno de los más de tres millones de mexicanos que, de acuerdo con el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi), sufren algún tipo de discapacidad que les impide caminar o moverse.

El reto regiomontano

Algoritmos escritos en las paredes, piezas metálicas, circuitos y cables en las mesas son el paisaje cotidiano del Laboratorio de Robótica del Tecnológico de Monterrey, campus Monterrey. Aquí se gesta una evolución tecnológica para la medicina: un nuevo tipo de exoesqueleto capaz de responder a las órdenes del cerebro de quien lo usa.

Se le conoce como H2.

Un grupo multidisciplinario de ingenieros y médicos trabaja en este mecanismo robótico. “El reto es lograr que el exoesqueleto se adapte lo mejor posible al cuerpo y que además permita al paciente caminar como una persona normal”, comparte el doctor Rogelio Soto Rodríguez, líder del proyecto.

El exoesqueleto cuelga sobre un perchero metálico que sostienen unas piernas robóticas de aluminio. No pesan más de 12 kilos, ya con el peso de la batería que dura hasta tres horas, explica Soto. Seis motores distribuidos en cada pierna, entre cadera, rodillas y tobillo, son el corazón de esta máquina que promete jubilar a la silla de ruedas y llenar de esperanza a quienes quieren volver a caminar.

El control de mando del H2 se encuentra en dos bastones que sirven de apoyo al desplazarse. El sistema ofrece la posibilidad de ser manipulado con la mente, 23 electrodos de una gorra se abren espacio entre el cabello para hacer contacto con el cráneo, donde miles de neuronas y sus impulsos eléctricos se convierten en movimientos motrices de las extremidades metálicas. “El usuario sólo debe sacarla de su estuche y ponérsela. Los electrodos recogen la información cerebral que la persona quiere hacer con sus piernas”, señala el investigador del Tecnológico. “Si quiere caminar, detenerse o sentarse, no es ciencia ficción, es real”.

Comunicarnos mentalmente con aparatos tecnológicos ya es posible. Pequeños grupos de neuronas de la corteza cerebral son suficientes para realizar movimientos a través de una interfaz cerebro-máquina, que permite saber cómo se comportan las células que mueven las piernas.

El H2 ya hizo su primer viaje fuera de las aulas. Ocurrió hace dos meses. Logró poner de pie a un paciente con paraplejia en el Hospital Zambrano Hellion en Monterrey, Nuevo León. Tras varias pruebas con hombres sanos, de entre 18 y 33 años, además de estudios clínicos y rehabilitación física tradicional, el paciente logró caminar por más de 30 minutos.

Según el coordinador de Estudios Clínicos del Laboratorio de Robótica del Zambrano Hellion, Ulises Tamez Duque, las pruebas seguirán. “El simple hecho de hablar y ver a alguien a la altura de los ojos estimula la percepción de su condición; el uso del exoesqueleto no sólo beneficia en lo médico, también en lo psicológico”.

La tecnología podría generar ahorros millonarios en el tratamiento médico al evitar el deterioro de huesos y músculos por falta de uso o de movimiento. “Los exoesqueletos no necesariamente harán que los pacientes recuperen sus funciones motrices; sin embargo, permitir que ejerciten o muevan su cuerpo les trae beneficios sustanciales”, asegura la analista de Acute Market Reports, Susan Eustis.

“Un exoesqueleto permite que pacientes en silla de ruedas salgan de ese confinamiento”, asegura Eustis. Una condición que no sólo afecta su movilidad, también su sistema digestivo, circulatorio y respiratorio.

“El exoesqueleto no sólo ayuda a recuperar la marcha, también evita la atrofia muscular, mejora la respiración, el buen funcionamiento del sistema digestivo, la frecuencia cardiaca y la tensión arterial”, asegura el doctor Tamez Duque.

FOTO EXOESQUELETO 2

Un primer abrazo

El día que vio el rostro de los pacientes iluminado y su ánimo elevado, como si nada les hubiera pasado, a Nathan Harding, fundador y CEO de Ekso Bionics, le quedó claro que su empresa sería más que un negocio rápido para vender por un par de millones de dólares a la milicia. Hoy su firma de exoesqueletos es la más grande del mundo.

“Era finales de 2006, cuando un doctor nos mostró videos de pacientes con problemas de parálisis en la columna; que usaban órtesis de marcha antagonista feos, pesados y estorbosos”, recuerda en entrevista para Tec Review. “No obstante, todos se notaban emocionados por el simple hecho de volver a caminar. Fue entonces cuando me di cuenta de que nuestra tecnología podría causar un impacto mayor”.

Con más de 20 años de experiencia en institutos de investigación, como el Centro de Robótica de Carnegie Mellon, RedZone Robotics y el Centro de Control de Procesos de la Universidad de Berkeley, Harding confiesa que no “veía mucho futuro en trabajar con robots”.

Sin embargo, a finales de 2005, junto con un grupo de ingenieros del Laboratorio de Ingeniería de Robótica Humana de Berkeley, fundó los inicios de lo que sería Ekso Bionics. Los modelos ExoHiker, ExoClimber y HULC fueron los primeros exoesqueletos que creó la compañía de Harding. Los trajes permiten a un ser humano soportar cargas de hasta 100 kilos durante largos periodos, sin fatiga física.

Aunque el éxito de sus sistemas permitió a Harding cerrar un acuerdo de distribución exclusiva con el contratista militar Lockheed Martin, la firma dio un giro en su modelo de negocio. “El día que ayudamos a un parapléjico a ponerse de pie y caminar para abrazar a su hijo, no lo queríamos ver porque sabíamos que eso iba a cambiar la visión de la empresa para siempre”.

El abrazo logró su efecto. En 2010, Ekso Bionics presentó eLEGS, el mismo exoesqueleto con el que Gaby se rehabilita. El sistema pesa menos de 20 kilos, tiene aleación de titanio, batería para seis horas y computadora de mando; permite a una persona con problemas de columna o paraplejia ponerse de pie, sentarse o caminar “en menos de cinco minutos”.

A la fecha, la firma ha entregado más de 125 eLEGS en el mundo para centros de rehabilitación, investigación académica y, en algunos casos, para uso personal. “Hemos ayudado a dar más de 21 millones de pasos y es sólo el inicio de un mercado mucho más grande”, revela el CEO.

Cada exoesqueleto tiene un precio de 100,000 dólares. Harding reconoce que Ekso todavía es una realidad muy lejana para muchos pacientes con parálisis en las extremidades inferiores, quienes carecen de los ingresos y la asistencia necesaria para poder utilizarlo.

La firma ya trabaja en el desarrollo de los exoesqueletos de la siguiente generación. “La próxima frontera es crear un producto para el hogar, donde la gente pueda tener su propio exoesqueleto para utilizarlo de forma diaria”.

Soto, del Tecnológico de Monterrey, dice que ese avance se puede lograr al construir exoesqueletos con elementos innovadores. “Se deben trabajar nuevos materiales, como fibra de carbono –más liviana–, motores –más pequeños, pero igual de potentes–, nanochips y nanocomputadoras”.

Ekso Bionics y los investigadores del Tecnológico de Monterrey están lejos de ser los únicos en la búsqueda de crear una era donde la discapacidad motriz no sea una limitante. La consultora Acute Market Reports estima que el mercado de exoesqueletos médicos o para rehabilitación crecerá de ventas globales menores a 16.5 millones de dólares en 2014, a una industria de más de 2,100 millones de dólares para 2021.

Firmas como la neozelandesa Rex Bionics y la estadounidense ReWalk Robotics mantienen desarrollos en torno a este sector. La primera, por ejemplo, apostó por el diseño de un sensor que mide en tiempo real la presión que las correas ejercen sobre el paciente a fin de evitar lesiones en las piernas.

“Siempre que doy presentaciones le digo a la gente que en 15 años el ser humano podría saltar más alto, correr más rápido, trabajar más seguro y no dejar de hacer actividades simplemente porque el cuerpo ya no tiene la fuerza necesaria”, asegura, convencido, Nathan Harding.

Más allá de la medicina

Desde los primeros bocetos, hasta los primeros prototipos reales, no ha pasado tanto tiempo en la breve historia de los exoesqueletos robotizados.

Investigadores, emprendedores y médicos esperan encontrar en los próximos años aplicaciones para que las personas se puedan ayudar con estas armaduras robóticas y formen parte de una verdadera ciudad del futuro, donde la discapacidad no sea limitante para nadie. Civilizaciones futuras en las que millones de personas con discapacidad puedan volver a ver el suelo desde lo alto de sus piernas.

Un mundo donde Gaby pueda cumplir su gran sueño: “sentirme independiente, sentirme libre y un día caminar con mis piernas”.