Independencia y movilidad a través de la robótica: cómo los exosuits pueden ayudar a las personas con enfermedad de Parkinson

Exoesqueletos humildes pero que cambian la vida

Desde la publicación del clásico de Heinlein Starship Trooper en 1959, la ciencia ficción siempre ha estado ansiosa por predecir el uso de armadura móvil llamada ‘exosuits’ o ‘exoskeletons’. En la vida real, estamos bastante lejos de que un sistema así sea desplegado rutinariamente por marines espaciales de aspecto genial.

Pero ahora se están desarrollando formas más realistas de exoesqueletos robóticos para ayudar a personas con movilidad limitada o ayudar a trabajadores en fábricas y almacenes.

Un ejemplo de ello es un nuevo exosuit robótico diseñado por la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. Ayuda a pacientes con enfermedad de Parkinson a recuperar la movilidad.

Más precisamente, ayuda a resolver el problema del “congelamiento de la marcha”, que ocurre cuando un paso se interrumpe repentinamente debido a una enfermedad neurodegenerativa. Esto puede reducir la movilidad, causar caídas e incluso impedir que los pacientes con Parkinson caminen por completo.

“La prenda robótica, usada alrededor de las caderas y los muslos, brinda un suave empuje a las caderas mientras la pierna se balancea, ayudando al paciente a lograr una zancada más larga.”

Esta ayuda mecánica puede hacer que los pacientes caminen más lejos, más rápido y con mayor facilidad.  Esta es la última iteración de la tecnología robótica del Biodesign Lab de Conor Walsh para asistir la movilidad.

Fuente: Harvard

Sistemas anteriores han demostrado ayudar a personas post-ictus, pacientes con ELA (Esclerosis Lateral Amiotrófica) y otras enfermedades que afectan la movilidad.

¿Por qué ahora?

Aunque los prototipos de esta asistencia robótica se han diseñado durante más de una década, el paso hacia la comercialización y el uso generalizado está mucho más cerca hoy.

Un factor clave ha sido el desarrollo de baterías mucho más potentes. Ayudan a que los trajes robóticos permanezcan alimentados por más tiempo, además de ser más ligeros y menos voluminosos.

También ha habido avances con materiales avanzados que pueden flexionarse y contraerse como el músculo biológico, más que los enfoques iniciales que usaban pistones y engranajes primitivos. Esta es una parte clave del exosuit de Harvard, con un diseño “blando” que permite movimientos más suaves y menor peso.

Y, por supuesto, la adopción generalizada de smartphones también permite aplicaciones convenientes para monitorizar el exosuit.

Un mercado incipiente

Se estima que el mercado de exoesqueletos está en $523 millones en 2022 y podría crecer a $2.2 mil millones para 2032, o una CAGR del 15.5%. Por ahora, está impulsado por usos médicos, principalmente rehabilitación, junto con problemas neurológicos.  Proteger la columna vertebral de lesiones al levantar peso pesado es otro mercado en crecimiento. Para finales de la década de 2020, este uso de exoesqueletos podría ser mucho más común.

Los exoesqueletos motorizados que proporcionan fuerza activamente son probablemente el paso siguiente, con un uso más amplio que probablemente no ocurra antes de 2030-2040 y que podría conducir a diversas aplicaciones industriales y militares.

Innovación impulsada por energía

Otro paso de la innovación de exosuits probablemente provendrá de integrar otras innovaciones en los diseños existentes.

Inteligencia Artificial (IA)

Con los avances en aprendizaje automático, la IA será un paso importante para hacer que los exosuits sean más reactivos y útiles. Si Boston Dynamics (ahora parte de Hyundai – HYMTF) puede hacer que su robot Atlas baile y haga un salto mortal, un exosuit similar impulsado por IA podría ayudar a su usuario a mantenerse estable y moverse cómodamente.

Fuente: Boston Dynamics

Una vez que la tecnología esté completamente madura, algunos incluso imaginan soluciones como que Atlas pueda caminar para personas paralizadas o amputadas, reemplazando totalmente las sillas de ruedas. Los exosuits limitados, por ejemplo, que sustituyan solo una pierna, podrían usarse de manera similar sin alcanzar el nivel de un implante biónico completo.

Fabricación aditiva

Otra tecnología útil será la impresión 3D / fabricación aditiva. Esto puede usarse inicialmente para diseñar piezas complejas a menor costo y, a veces, diseñar piezas que serían totalmente imposibles de fabricar con métodos tradicionales. También ayudará a producir piezas de repuesto y repararlas una a una en lugar de depender de la fabricación por lotes y de inventarios.

Finalmente, la impresión 3D permitirá exosuits mucho más personalizables, con tamaños, ajustes, resistencia, etc., variables, adaptados a los requisitos exactos de cada usuario.

Empresas de exoesqueletos y exosuits

Exosuits médicos

1. Ekso BIONICS

Ekso BIONICS es líder en tecnología de exoesqueletos, con el primer exoesqueleto de rehabilitación médica comercial lanzado en 2012. Desde entonces, ha recibido la aprobación para sus trajes ABI y EVO.

Mientras está expandiéndose en el segmento de trabajo/pesado, la empresa sigue centrada principalmente en terapias y movilidad médica.

Los ingresos de la empresa han estado creciendo rápidamente (+38% año tras año en 2023).

Fuente: Parker

Recientemente adquirió la unidad de negocio Human Motion and Control (HMC) de Parker Hannifin Corporation para añadir sus exoesqueletos motorizados para personas con parálisis a su oferta.  Esto podría indicar que Ekso tiene buen potencial para convertirse en un adquirente serial en el sector de exoesqueletos, ampliando su oferta mediante una combinación de I+D interna y adquisiciones estratégicas.

2. ReWalk Robotics

ReWalk ofrece soluciones de exoesqueleto para la rehabilitación de ictus y para personas que han sufrido una lesión de la médula espinal.  La empresa ha vendido más de 600 unidades hasta ahora, con foco en Alemania y EE. UU.

ReWalk ha visto su primer cobertura de Medicare a principios de 2024, abriendo la posibilidad de un mercado mucho mayor gracias a la cobertura de seguros.  ReWalk adquirió AlterG en agosto de 2023 por $19M, un fabricante de cintas de correr especializado en terapias de rehabilitación, una oferta complementaria a los exoesqueletos ReWalk.

Fuente: Rewalk

Las sinergias entre ambas compañías, que apuntan a los mismos centros de rehabilitación y terapeutas, deberían ayudar a ambas a crecer combinando sus esfuerzos de ventas. La expansión de la cobertura para terapias de exoesqueleto y productos AlterG se estima que genere un TAM (Mercado Total Disponible) de más de 2.255 mil millones solo en Alemania + EE. UU.

3. Cyberdyne

Cyberdyne es más conocida por producir el exoesqueleto HAL (Hybrid Assistive Limb). Esta es una solución diseñada para detectar y amplificar pequeños impulsos nerviosos para ayudar en los movimientos deseados por el paciente.

Además de HAL, Cyberdyne tiene un exoesqueleto para las extremidades superiores y rodillas, que soporta una sola articulación.  El sistema se usa actualmente con fines médicos, pero este diseño podría ser el futuro de exoesqueletos más potentes, capaces de aumentar completamente con robótica los movimientos físicos de los trabajadores, mucho más cercano a un traje al estilo Iron Man.

Detectar impulsos nerviosos diminutos también puede usarse para ayudar a los pacientes a comunicarse, incluso con habilidades de habla deterioradas, usando la tecnología CYIN de la compañía.

Fuente: Cyberdyne

La compañía también aprovecha su experiencia en robótica y sensores para vender robots de limpieza, así como robots de transporte, y un sistema de imagen fotoacústica.

4. Trexo Robotics

Trexo se especializa en diseñar asistencia robótica para niños que padecen discapacidades como, por ejemplo, la parálisis cerebral.

Este es un nicho pero importante, ya que los niños no tendrán las mismas necesidades y habilidades que los adultos en rehabilitación. También es una capacidad que cambia la vida de un niño al poder moverse más libremente.

Fuente: Trexo

También es una herramienta terapéutica y de calidad de vida poderosa para enfermedades raras que podrían no tener terapias funcionales durante años o décadas.

Exosuits comerciales

1. SUITX by Ottobock

SUITX es otro exoesqueleto no motorizado con foco en industrias como la automotriz y la logística para ayudar a los empleados a levantar pesos pesados y reducir los riesgos de lesiones de columna. La empresa ya cuenta con más de 2000 compañías que usan sus productos.

Lamentablemente para los inversores no acreditados, aún no cotiza en bolsa.

Fuente: SuitX

Exosuits militares

El SABER (Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply) es un traje de 3 libras desarrollado por el Ejército de EE. UU. en asociación con la Universidad Vanderbilt. Para la decepción de los fanáticos de la ciencia ficción o Iron Man, el traje es poco probable que vea combate y fue diseñado para un propósito mucho más mundano (pero igualmente importante): la logística.

Fuente: Herowear

El personal militar tiene que levantar mucho peso, lo que los expone a un gran riesgo de lesiones de espalda. Este es una “herramienta portátil ligera, de bajo perfil y no motorizada”.

Anteriormente, la Universidad Vanderbilt trabajó en un exoesqueleto similar con HeroWear, un fabricante líder de exosuits; y Interwoven Design, una firma líder en diseño de ropa y productos.  Herowear vende su propio diseño de exosuit civil para levantar, el Apex 2, por un poco más de $1,000/traje.

Fuente: Herowear