maxon Story
Prótesis asequibles para una mejor calidad de vida
Cuando Easton LaChappelle de Unlimited Tomorrow empezó a construir su primera mano protésica, todavía era un adolescente. En seis años ha evolucionado de los primeros prototipos a productos sofisticados y tiene en mente desarrollar prótesis robóticas que puedan fabricarse con unos costes muy reducidos. La clave de su diseño reside, por supuesto, en conseguir los motores DC y los reductores adecuados.
Las personas que han sufrido amputaciones o que han nacido sin una extremidad no disponían de opciones de prótesis robóticas a un precio razonable y que ofrecieran una vida útil larga y fiable. Además del estigma que sufren las personas a las que les falta un miembro, los niños en tal situación tienen que afrontar el hecho de no poder hacer lo mismo que otros niños, tener un aspecto diferente y ser ridiculizados por sus compañeros, lo que puede tener consecuencias desastrosas.
Los dispositivos protésicos habituales para niños y adultos suelen rondar entre los 30 000 y 100 000 dólares. Debido a que los niños crecen constantemente, este precio está fuera del alcance de muchas familias. En comparación, Unlimited Tomorrow planea lanzar al mercado su mano protésica avanzada a un precio de 10 000 dólares a finales de este año. El objetivo de la empresa es que su tecnología sea asequible y accesible, por lo que ha recurrido a las tecnologías emergentes más innovadoras. Por ejemplo, las estructuras protésicas de mano y brazo se fabrican con un proceso de impresión 3D llamado MultiJet Fusion (MJF) que es capaz de imitar el tono de la piel e incorporar detalles personales como pecas o manchas de nacimiento. Las uñas son magnéticas y pueden pintarse o decorarse como de diferentes maneras. Esto es especialmente importante para los niños, ya que para ellos es esencial tener el mismo aspecto y hacer las mismas cosas que sus amigos y hermanos. Para crear el encaje y el dispositivo único para la persona, se realiza un escaneado del miembro opuesto, además de otras mediciones, lo que ofrece un resultado óptimo sin excesivas secuencias de prueba y error.
El aspecto es solo una parte de un todo, por supuesto. La funcionalidad y la usabilidad son fundamentales para que una prótesis robótica permita hacer frente a los desafíos de la vida diaria. LaChappelle comenzó con tecnologías a gran escala para eliminar los fallos de sus diseños y poner a prueba sus teorías años antes de desarrollar lo que ahora produce.
Si uno puede imaginarse lo que sería no poder usar una de las manos, también es posible imaginarse por lo que tiene que pasar, día tras día, una persona que ha sufrido una amputación o que nació sin un miembro. Y cuando la prótesis ya está integrada en la vida de un persona, una avería puede provocar un gran disgusto. Por esta razón, la fiabilidad y la durabilidad son esenciales. Y con ellas tuvo que lidiar la empresa en sus primeros diseños. Los motores y reductores seleccionados trabajaban lo suficientemente bien, pero el estrés del uso diario, sobre todo teniendo en cuenta la actividad física de los niños, acababa rompiendo los componentes después de tan solo unos meses de funcionamiento.
Según LaChappelle, «necesitábamos encontrar un motor eléctrico y un reductor que no solo fueran precisos y reproducibles, sino mucho más fiables que los que estábamos usando en aquel momento». Después de examinar las opciones, decidieron incorporar dos motores DC diseñados y fabricados por maxon (Taunton, MA). «No solo obtuvimos un motor de mejor calidad, sino que logramos aumentar considerablemente la velocidad y el par en un paquete del mismo tamaño».
La prótesis TrueLimb está equipada con dos motores DCX 12S y reductores GPX 12HP.
Los motores DC de maxon son pequeños, por lo que caben fácilmente dentro de una mano robótica infantil. Esta fue la prueba definitiva. «Esto también nos permitió utilizar los mismos motores en las prótesis infantiles y en las de adultos, reduciendo el número de componentes que debían tener a mano», explica LaChappelle.
Estos motores se alojan en la palma de la mano robótica junto con el resto de los elementos electrónicos. Los motores, con su mayor densidad de potencia, así como pares y velocidades superiores, utilizan sensores táctiles especiales para obtener el feedback que permite controlar con precisión el agarre de la mano robótica.
Los productos de maxon utilizados en las manos robóticas pertenecen a la serie de motores DCX 12S y a la serie de reductores GPX 12HP. Los motores DC con escobillas funcionan con una batería que dura varios días y que se recarga mediante un dispositivo sin cable. Los motores trabajan a más de 9000 r/min con tensiones que oscilan entre 3 V y 12 V para proporcionar una salida de 1,6 W. La salida máxima de par continuo ronda los 1,9 mNm. Los motores están diseñados usando metales preciosos y rodamientos de bolas para un funcionamiento suave. El GPX 12HP es un reductor planetario que garantiza un funcionamiento silencioso en una gran variedad de relaciones de reducción dependiendo de la naturaleza de la aplicación.
El control preciso del sistema de movimiento se lleva a cabo a través de extraordinarios sensores musculares desarrollados por la empresa. Los datos de los músculos se procesan mediante algoritmos de inteligencia artificial para descifrar la intención del usuario y traducir estos datos en movimientos de la mano. En el dispositivo hay incorporada una respuesta háptica para que la persona experimente la sensación del tacto, generando un bucle de retroalimentación similar al humano.
Charis
A Charis, de 16 años, le encanta hacer punto, tocar el piano, cuidar a niños y pasar el rato con su familia. No ha tenido una prótesis desde que dejó de usar su aparatoso brazo mioeléctrico cuando era más pequeña. La falta de un miembro ha hecho que su cuerpo adquiera malos hábitos, como inclinarse para compensar la longitud del brazo, lo que le provoca dolor en el hombro. Gracias a TrueLimb, Charis va a poder disfrutar de una mejor alineación corporal y hacer cosas como recogerse una coleta, algo tan sencillo para otras personas.
Natasha
Natasha es una sonriente niña de nueve años a la que le encanta estar en movimiento y jugar. Nació con una malformación por debajo del codo derecho y había dejado de usar prótesis tradicionales a causa de su peso y de la molestia que supone llevar un arnés. Pero cuando decidió que quería aprender a tocar el violín y practicar gimnasia Ninja Warrior, las extraordinarias habilidades de TrueLimb le abrieron la puerta que le permitiría hacer sus sueños realidad.
Unlimited Tomorrow:
Ayudar a los niños es uno de los cometidos principales de Unlimited Tomorrow. No solo se concentran en la estética, sino que también aceptan sugerencias para que las prótesis funcionen mejor y tengan una mayor aceptación por parte de los usuarios, como colocar los motores en la palma de la mano y no en el brazo para mejorar el movimiento de la muñeca. Cada dispositivo individual se fabrica a partir un escaneado digital de alta resolución, por lo que se adapta mejor que una prótesis típica. Lo mejor de estas prótesis robóticas no es su color, su funcionamiento o su larga vida útil, sino las sonrisas de los niños y los jóvenes que las usan.
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