Prótesis robótica

En palabras de Dorador y sus colegas, en el artículo escrito el año 2004 titulado “Robótica y prótesis inteligentes”, se menciona que en la década de los años 1970 se popularizaron las series de televisión “El hombre nuclear” y “La mujer biónica”, en las que los protagonistas habían perdido algunos de sus miembros y éstos fueron sustituidos por elementos artificiales que les permitían tener poderes sobrehumanos, tales como una gran fuerza y velocidad, visión y oído con mucho mayor alcance que el de cualquier ser humano. Sin embargo, las prótesis reales para las personas que han sufrido la pérdida de una extremidad aún no han alcanzado los sueños manifestados en dichas series televisivas. La biónica es, de acuerdo a una definición dada el año 1960 por Jack Steele, de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, el análisis del funcionamiento real de los sistemas vivos y, una vez descubiertos sus secretos, materializarlos en los aparatos. Esta definición podría indicar que el primer ingeniero biónico fue Leonardo Da Vinci, quien estudió los principios de funcionamiento de los seres vivos para aplicarlos en el diseño de máquinas. Dado que las prótesis se utilizan para sustituir la extremidad pérdida de una persona, los principios de funcionamiento que se deben estudiar para reproducirlos son precisamente los que tiene dicha extremidad, por lo que el diseño de prótesis es inherentemente una actividad de la ingeniería biónica.

Existen varias configuraciones de robots, de acuerdo al tipo de movimientos que pueden realizar. Los robots pueden ser “cartesianos”, es decir que se mueven en línea recta y su volumen de trabajo es un prisma rectangular, los robots “cilíndricos” que se utilizan principalmente para ensamble y su volumen de trabajo es un cilindro. Los robots “esféricos” tienen un volumen de trabajo en forma de una sección una esfera. Los robots industriales más atractivos y que más se conocen son los que simulan los movimientos de un brazo humano, por lo que se les conoce como “brazos articulados”, y sus aplicaciones son bastante amplias debido a la facilidad que tienen para realizar movimientos complicados. El brazo mecánico constituye la parte física que se observa del robot, es decir, el conjunto de mecanismos y motores que forman el brazo. El brazo está controlado por medio de una computadora que mueve cada una de las articulaciones para llevar la mano del robot a los lugares deseados. El robot cuenta con sensores que le indican a la computadora el estado del brazo mecánico, de manera que estas señales le indican la posición de las articulaciones. La unidad de potencia externa suministra de energía a los actuadores del robot. El órgano terminal es la herramienta que se fija al brazo para desarrollar una tarea específica.

En consulta con el diccionario medico-biológico, histórico y etimológico, la palabra prótesis proviene del griego “prós” que representa “por añadidura” o “hacia”, además de la palabra “thésis” que representa “disposición”. El diccionario de la Real Academia Española adopta como definición: “Procedimiento mediante el cual se repara artificialmente la falta de un órgano o parte de él; ó como el aparato o dispositivo destinado a esta reparación”. En términos generales una prótesis, al interior del ámbito médico, es una extensión artificial que reemplaza una parte faltante del cuerpo. Considerando las definiciones citadas, es posible definir a una prótesis robótica, como un elemento artificial dotado de cierta autonomía e inteligencia capaz de realizar una función de una parte faltante del cuerpo. Dicha autonomía e inteligencia se logra al integrar sensores, procesadores, actuadores, y complejos algoritmos de control. De acuerdo a esta definición, las prótesis de uso cosmético quedan completamente excluidas, como por ejemplo los ojos de vidrios, las piernas de madera, etc.

Según Dorador y sus colegas, en el artículo mencionado en párrafos precedentes, el avance en el diseño de las prótesis ha estado ligado directamente con el avance en el manejo de los materiales empleados por el hombre, así como el desarrollo tecnológico y el entendimiento de la biomecánica del cuerpo humano. Una prótesis es un elemento desarrollado con el fin de mejorar o reemplazar una función, una parte o un miembro completo del cuerpo humano afectado, por lo tanto, una prótesis para el paciente y en particular para el amputado, también colabora con el desarrollo psicológico del mismo, creando una percepción de totalidad al recobrar movilidad y aspecto. Las prótesis se clasifican en las siguientes categorías importantes: (1) Estéticas. Son denominadas también prótesis pasivas, dado que solo cubren el aspecto estético, de donde toman su nombre. En palabras de Bowers, en el artículo escrito el año 2002 titulado “El maravilloso mundo de las prótesis cosméticas”, para fabricarlas se emplean de manera recurrente tres materiales: Cloruro de polivinilo rígido, látex flexible y silicona. Estos materiales se caracterizan por ser más livianos y requieren menos mantenimiento porque tienen menos piezas móviles que otras opciones protésicas. (2) Funcionales. Las prótesis o implantes funcionales, a diferencia de las estéticas, proveen cierta movilidad intentando suplir las funciones del miembro natural amputado. Según Smith, en el artículo escrito el año 2007 titulado “Prótesis de extremidad superior”, en cuanto a las prótesis funcionales, éstas se pueden clasificar en mecánicas o mioeléctricas, siendo estas últimas las que ofrecen una mejor solución en cuanto al número y fuerza de los agarres, aunque tiene un mayor peso y precio.