O desenvolvimento de tecnologia para ser usada no espaço tem, ao longo das últimas décadas, mudado a vida cá na Terra. São muitas as criações para astronautas que revolucionaram o uso de ferramentas e utensílios do comum mortal. Assim, um novo protótipo de perna protética robótica oferece um caminhar mais natural, além de mais silencioso. A tecnologia envolvida traz à prótese mais eficiência, em termos de energia, do que outros modelos.
As próteses robóticas estão a tornar-se mais simples, mais fáceis de usar e mais baratas. Uma boa notícia para quem precisa destes membros artificiais.
Prótese de perna robótica com motores concebidos para a Estação Espacial Internacional
Segundo investigadores da Universidade do Michigan, a chave para o salto qualitativo no fabrico destas novas próteses robóticas é o uso de novos motores pequenos e potentes. Originalmente, estes motores foram projetados para um braço robótico na Estação Espacial Internacional.
Esta tecnologia de ponta leva à prótese um design aerodinâmico que oferece um joelho de balanço livre e travagem regenerativa. Desta forma, no movimento natural da perna ao caminhar, o próprio sistema carrega a bateria com a energia captada quando o pé atinge o chão. Assim, este recurso permite que a perna mais que duplique as necessidades de caminhada de um utilizador protético típico, com uma carga por dia.
Os responsáveis pelo projeto referem que a sua prótese de perna robótica consome aproximadamente metade da energia da bateria das pernas robóticas de última geração. Contudo, esta tem a capacidade de produzir mais força.
Modo de usar natural é uma outra vantagem
Quando são usadas as próteses convencionais, os amputados têm de levantar os quadris para levantar o pé protético do chão. Depois balançam a perna para frente para dar seguimento ao movimento de caminhada. Como resultado, o conjunto de movimentos não dá à marcha uma ação natural, o que exige mais energia do que a caminhada normal. Além disso, o andar disfuncional causa stress e dor extra nos quadris e na região lombar. Com o tempo, eventualmente, pode danificar as articulações.
As pernas robóticas que existentes hoje têm o potencial de proporcionar uma caminhada muito mais confortável. Contudo, atualmente, têm a desvantagens de serem rígidas nas articulações.
Projetamos as nossas articulações para serem o mais complacentes ou flexíveis possível. A nossa perna robótica pode funcionar e até reagir como uma articulação humana, permitindo um joelho de balanço livre natural e absorção de choque ao entrar em contacto com o solo.
Explicou Toby Elery, primeiro autor do estudo da UT Dallas.
Os motores em pernas robóticas precisam encaixar-se no espaço que um membro comum ocuparia. No passado, isso significava usar pequenos motores para rodar rapidamente e, em seguida, usar uma série de engrenagens para converter o movimento rápido numa força mais poderosa.
Prótese mais leve, mais ágil e inteligente
O problema é que as engrenagens são barulhentas, ineficientes, aumentam o peso e dificultam o movimento das articulações. Assim, o grupo de investigação superou estes problemas, incorporando dois destes motores mais fortes da estação espacial: um aciona o joelho e o outro o tornozelo.
Se as articulações são rígidas, a força é transferida para o membro residual, e isso pode ser doloroso. Em vez disso, usamos esta força para carregar a bateria.
Referiu Robert Gregg, professor de engenharia elétrica e de computadores da Universidade de Michigan.
Conforme foi referido, os amputados que testam as próteses no laboratório de Gregg dizem que podem sentir a perna a ajudar a sair do chão enquanto caminham. Agora, o próximo passo da equipa é melhorar os algoritmos de controlo que podem ajudar a perna a ajustar-se automaticamente a diferentes terrenos, mudanças de ritmo e transições entre diferentes tipos de atividades.
Segundo os responsáveis, a equipa está a procurar um conjunto de proteções de propriedade intelectual, solicitando várias patentes. Posteriormente, este produto irá ser apresentado na totalidade para atrair parceiros comerciais.