Exoesqueleto inteligente ajuda amputados a caminharem com menos esforço

Pesquisadores da Universidade de Utah, nos EUA, desenvolveram um novo exoesqueleto que promete das às pessoas com pernas amputadas a capacidade de andarem eretas novamente. O sistema estende o membro residual, transformando o conjunto em uma perna robótica completa.

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O dispositivo proporciona um impulso suficiente para deixar a caminhada mais natural, fazendo com que o usuário não precise gastar energia extra apenas para dar um passo com o que sobrou da perna que, na maioria das vezes, teve vários músculos removidos durante a amputação.

“Uma perna protética convencional não pode replicar totalmente as funções biomecânicas de uma perna humana. Com isso, os amputados acima do joelho têm mais dificuldade para caminhar, forçando os músculos do membro residual e do membro intacto para compensar a falta de energia da prótese. Nosso exoesqueleto contorna esse problema”, explica o professor de engenharia mecânica Tommaso Lenzi.

Perna robótica

O exoesqueleto, que envolve a cintura e a perna do usuário, possui motores elétricos alimentados por uma bateria de longa duração. Processadores integrados controlam todos os componentes mecânicos, ajudando a manter um modo de andar mais estável e menos passivo do que uma prótese normal.

Sistemas eletrônicos personalizados, microcontroladores e sensores embutidos trabalham em conjunto com algoritmos avançados para que a pessoa amputada consiga andar com muito menos esforço. Além restituir a capacidade de caminhar, a perna robótica aumenta a qualidade dos movimentos.

“A inteligência artificial do exoesqueleto entende como a pessoa se move e auxilia na forma como ela realiza esse movimento. O atuador mecânico pode ser trocado entre os lados direito e esquerdo do chicote eletrônico principal para acomodar qualquer uma das pernas”, acrescenta Lenzi.

Testes promissores

Os pesquisadores testaram o exoesqueleto em seis voluntários com amputações acima do joelho. Durante o experimento, todos eles registraram uma melhora na taxa metabólica ao caminhar em uma esteira, com uma redução no consumo de energia em torno de 15,6% após uma hora de exercício físico.

Entre os voluntários estava o empresário Stan Schaar de 74 anos, que perdeu a perna esquerda em um acidente enquanto ajudava um vizinho a consertar uma caminhonete sete anos atrás. “A primeira vez que usei o exoesqueleto foi como se meus músculos estivessem totalmente fundidos com o dispositivo. Ele estava me ajudando a me mover muito mais rápido e eu poderia andar por quilômetros sem me cansar”, diz Schaar.

Outra vantagem da perna robótica é que ela é feita com um material de fibra de carbono, com algumas peças secundárias de plástico e alumínio. Esse conjunto torna toda a estrutura do exoesqueleto extremamente leve e compacta, pesando pouco mais de 2 kg após ser montada.

“Sou uma pessoa que não tem muitos músculos restantes em meu membro residual. Este dispositivo compensa muito do que eles tiveram que tirar. Não há nada que substitua uma perna de carne e osso, mas o exoesqueleto chega bem perto. Espero que coloquem isso no mercado o mais breve possível”, encerra Stan Schaar.

Fonte: University of Utah