Trabajo Extremidades biónicas - Departamento de Sistemas

EPSA
BIÓNICA
EXTREMIDADES
JOSE NIETO DAVIA
ALBERTO VALVERDE TEMPLADO
INDICE:
1.-Introducción a la biónica.
2.-Aplicaciones de las extremidades biónicas.
3.-Funcionamiento de las extremidades biónicas
4.-Casos reales
5.-Potencialidades de la biónica
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1.- INTRODUCCIÓN A CIBERNÉTICA Y BIÓNICA
CIBERNÉTICA:
El nacimiento de la cibernética se estableció en el año 1942. La Cibernética es la
ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las personas y en
las máquinas.
La cibernética tiene su origen en el griego y significa dirigir o gobernar y tiene 2
desarrollos teóricos principales que son los siguientes:

Teoría de la información.

Teoría de los autómatas.
La informática es la rama más relacionada con el pensamiento médico, mientras
que la teoría de los autómatas se relaciona más con el desarrollo de partes funcionales,
por ejemplo, prótesis auditivas.
La Cibernética puede ser considerada como una adquisición sumamente
aprovechable para la evolución científica. Desde el estudio del comportamiento de la
célula nerviosa, la neurona, hasta el del individuo en su conjunto, ofrece un inmenso
campo de investigaciones, particularmente a la medicina.
Han pasado muchos años desde que ingenieros, iniciaron la carrera hacia la
automatización, hasta hoy todos esos avances han producido grandes resultados.
En la década de los años 30 los científicos aplicaron por primera vez electrodos
a la superficie del cerebro humano para estudiar las entonces llamadas "respuestas
evocadas", los ritmos cambiantes en la actividad del cerebro como reacción a estímulos
específicos de la luz o de sonido. Desde entonces, tres sentidos se convirtieron en las
joyas de la corona de la investigación sensorial: la vista, el oído y el olfato, que son, hoy
por hoy, nuestras más conocidas ventanas al mundo.
Fruto de ese conocimiento son los increíbles avances que se han realizado en la
réplica electrónica de los órganos que rigen estos tres mecanismos perceptivos. Gracias
a las últimas tecnologías, el ojo, la nariz y el oído ya tienen hermanos virtuales que, en
algunos casos, se muestran con una eficacia sorprendente. Son los llamados sentidos
biónicos, aparatos que pretenden sacar partido a la idea de que el cuerpo humano es, en
gran medida, una: máquina eléctrica cuyos circuitos dañados pueden ser reparados con
aparatos electrónicos.
BIÓNICA:
La unión de diferentes ciencias como la mecánica, electrónica, medicina, física,
química y computación, las perspectivas abiertas por la cibernética y la síntesis
realizada en la comparación de algunos resultados por la biología y la electrónica, ha
dado vida a una nueva disciplina, la biónica, la cual busca imitar y curar enfermedades y
deficiencias físicas.
La biónica es la ciencia que estudia los principios de la organización de los seres
vivos para su aplicación a las necesidades técnicas. De esta se deriva la construcción de
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modelos de materia viva, particularmente de las moléculas proteicas y de los ácidos
nucleicos.
En 1960 el comandante Jack Steele, de la U.S. Air Force sacó una definición
válida para biónica que fue “Análisis del funcionamiento real de los sistemas vivos y,
una vez descubiertos sus trucos, materializarlos en los aparatos”.
Los estudios de biología comparada, hechos en el conjunto del mundo viviente,
han maravillado siempre a los cibernéticos. No nos sorprendería ver montajes que
contuvieran órganos receptores provenientes del mundo animal, unidos entre sí
mediante componentes electrónicos, viviendo los órganos bañados en una solución
fisiológica. Así se realizan circuitos, entre diferentes módulos electrónicos y un
determinado número de módulos biológicos.
El objetivo de la Biónica es el estudio por un lado de las estructuras, y por otro,
de los fenómenos biológicos, con el fin de poder adaptar los primeros a los segundos y
aprender así de la forma de crecimiento de la propia naturaleza, su forma de vida
Actualmente se han llevado a cabo varios avances en el campo de la biónica y
todos ellos han ayudado a la medicina a realizar grandes avances en la cura de
enfermedades y deficiencias físicas.
La reconstrucción de órganos o extremidades humanas, así como también la de
los sentidos, son una de las tantas aplicaciones de la biónica, donde personas que nunca
han escuchado, por ejemplo, hoy lo pueden hacer mediante el implante de prótesis
auditivas.
La inteligencia artificial simula funciones y actividades cognitivas propias de la
inteligencia humana por medio de la computadora. Pero, los supercomputadores
existentes apenas igualan al poder cerebral de un ratón.
Con el progreso de la tecnología para unir nervios humanos a los circuitos
electrónicos y de producir elementos bio-mecánicos, con componentes electrónicos y
los avances en el área de la Inteligencia Artificial, no pasara mucho tiempo antes que el
hombre pase del umbral de crear un Organismo Bio-Electro-Mecánico, con capacidades
de razonamiento y resolución de problemas.
2.-APLICACIÓNES DE LA BIÓNICA EN EL CUERPO
HUMANO
Actualmente los cirujanos están a punto de ser capaces de trasplantar casi
cualquier parte del cuerpo que se pueda imaginar, como brazos, piernas, rodillas,
caderas, músculos, orejas, gargantas, lenguas e incluso rostros.
Ello es de especial valor para las víctimas de accidentes o enfermedades
desfigurantes, como la siguiente fase en el campo de la cirugía reconstructiva,
pasando de la creación de copias pobres o partes artificiales a su reemplazo con
partes de verdad, aunque procedentes del cuerpo de otra persona.
Tales avances, sin embargo, no dejan de tener un precio, tanto médico como
financiero. ¿Cuánto riesgo deben de pasar los pacientes a cambio de un trasplante
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que puede extender su vida, pero necesariamente representar una cuestión de vida o
muerte?
El principal obstáculo al trasplantar cualquier tipo de tejido de una persona a
otra es la respuesta natural de rechazo del organismo. Nuestros sistemas
inmunológicos, que protegen a nuestros cuerpos de invasores como las bacterias, los
virus y otros agentes infecciosos, tratan a los órganos de otra persona de la misma
forma, como intrusos en nuestro cuerpo que deben de ser destruidos.
Para combatir las defensas naturales se utiliza poderosos medicamentos que
suprimen el sistema inmune, los cuales deben de ser consumidos durante el resto de
la vida del receptor de un trasplante. El hacerlo significa reducir las defensas del
organismo contra la enfermedad y las infecciones.
El restaurar funciones básicas podría ofrecer un beneficio suficiente,
digamos en el caso de trasplantarle una mano a un doble amputado o unas cuerdas
vocales a un paciente de cáncer en la garganta, para correr el riesgo. Pero en otros
casos, como restaurar una nariz dañada en un accidente, corre a cargo del paciente
evaluar los riesgos a los que se somete.
La clave de la protésica del futuro radica en el perfeccionamiento de la
inteligencia artificial. La integración de la tecnología informática en los diseños de
prótesis no es un concepto nuevo. La inteligencia artificial ya se utiliza en rodillas de
fácil ajuste; fabricantes como Otto Bock, Seattle Systems y Endolite han realizado
progresos en esta área. Las manos artificiales se fabrican ahora con sensores en las
yemas de los dedos para controlar la fuerza de agarre.
Existen otras muchas posibles aplicaciones. Por ejemplo, se está realizando una
investigación sobre sensores insertados en los forros para encajes, que unen la prótesis a
la extremidad residual, que se adaptan automáticamente a la fluctuación del volumen
corporal. Los encajes de fácil ajuste podrían hacer que la prótesis fuese más cómoda y
prevenir llagas, cardenales y otras complicaciones. Una tecnología de sensores parecida
a ésta también podría conseguir que los pies artificiales se tensaran y relajaran para
adaptarse a la variación de la resistencia y la velocidad, y así hacer posible el uso de una
misma prótesis para realizar varias actividades.
El mayor obstáculo aún por superar es reproducir la complejidad de todos los
movimientos de una extremidad con el uso de la tecnología actual. Aunque se ha
progresado mucho, hay varios factores relacionados entre sí que todavía tienen que
solucionarse, como la fuerza, la velocidad de reacción, la amplitud de movimiento, el
peso y la durabilidad. El principal objetivo a la hora de resolver estos problemas es la
integración total de mente, cuerpo y máquina.
LA CONSTRUCCIÓN DE SENTIDOS ARTIFICIALES:
Visión artificial, reconocimiento del habla, capacidad olfativa... son algunos de
los campos en los que trabaja esta nueva forma de computación, inspirada en modelos
biológicos, cuyo objetivo es reproducir artificialmente muchas de las funciones
neuronales y desarrollar así nuevos tipos de ordenadores aplicables fundamentalmente
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al campo de los implantes biónicos, aunque también y cada vez más a otros aspectos de
la vida como la producción industrial.
La visión artificial trata de traducir el mundo visual a un sistema informático que
sea capaz de interactuar con el medio a partir de la información recibida. Los
dispositivos electrónicos para la visión se llevan probando en seres humanos desde
1996. Los primeros prototipos eran capaces de crear leves sensaciones de luminosidad
en las retinas de personas completamente ciegas; en la actualidad se trabaja con chips y
sensores de píxeles similares a los de las cámaras fotográficas digitales. La visión
artificial se enfoca fundamentalmente a facilitar la vida a las personas invidentes o
tetrapléjicas y aunque la implantación de conexiones biomecánicas es un arduo y
delicado trabajo, ya se han realizado numerosos experimentos en esta dirección.
Por su lado, en el desarrollo del oído artificial, los implantes cocleares que son
traductores que transforman las señales acústicas en señales eléctricas que estimulan el
nervio auditivo, son hasta el momento el sistema más extendido y más antiguo ya que
fueron los primeros implantes de sentidos biónicos realizados y desde 1979 se vienen
colocando estos aparatos que permiten recuperar parte de su capacidad auditiva a
personas totalmente sordas. La técnica consiste básicamente en reparar las células
receptoras de vibraciones sonoras que se ubican en la base de la cóclea sustituyéndolas
por electrodos microscópicos que envían información al cerebro en forma de impulsos
eléctricos. Los primeros implantes utilizaban un sólo electrodo y en la actualidad estos
dispositivos, llamados multicanal, llegan a integrar hasta 22 electrodos.
Los sistemas bioinspirados comprenden también los dispositivos conocidos
como narices y lenguas electrónicas que se empezaron a investigar en la década de los
ochenta. El olfato humano está dotado de decenas de millones de receptores y, aunque
tiene una cierta limitación, nuestra capacidad para distinguir entre olores muy
relacionados es muy elevada estando, además, sujeta a aprendizaje por medio del
refinamiento. Estos receptores generan una especie de códigos olfativos para una gran
variedad de olores que son transmitidos y almacenados en el cerebro. Por otro lado, el
olor está constituido por una multitud de compuestos gaseosos con propiedades
distintas, lo que añade aún más dificultades al proceso de imitación de la capacidad
olfativa humana.
La llamada nariz electrónica está formada por una red de sensores químicos que
detecta esos compuestos gaseosos y los identifica a través de un sistema inteligente que
trata las señales y deduce las características del olor medido. En el tratamiento de los
datos intervienen distintos elementos, como el análisis estadístico de los olores,
correlación con los datos de la emisión y discriminación de los diferentes olores.
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3.-FUNCIONAMIENTO DE LAS EXTREMIDADES
BIÓNICAS
PRICIPIOS DE LA INVESTIGACIÓN DE EXTREMIDADES
BIÓNICAS:
En el año 2000, el Dr. Miguel Nicolelis, neurobiólogo del Centro Médico de la
Universidad de Duke, adiestró a un mono a mover un brazo robótico con pensamientos
transmitidos a través de electrodos implantados en el cerebro. Recientes experimentos
demuestran que esta técnica puede funcionar también en seres humanos.
La clave está en identificar las neuronas que se activan cuando alguien piensa de
forma consciente en un movimiento y luego lo realiza. Los estudios demuestran que
estas células cerebrales permanecen activas incluso en las personas con amputaciones.
Nicolelis sacó partido de una serie de intervenciones quirúrgicas en el cerebro realizadas
a 11 pacientes con la enfermedad de Parkinson, una enfermedad incurable causada por
la destrucción de ciertas células cerebrales. Estas operaciones se realizan habitualmente
con estimuladores cerebrales para ayudar a contrarrestar los temblores asociados al
Parkinson. Nicolelis sacó el máximo provecho de estas circunstancias incluyendo una
sencilla tarea manual: se pidió a los pacientes que jugaran con un videojuego.
Para encontrar el mejor lugar para colocar los estimuladores, los cirujanos
implantaron varias series de micro electrodos provisionales. Los pacientes estaban
despiertos durante la intervención para poder orientar al cirujano. Mientras los pacientes
jugaban, los electrodos enviaban señales cerebrales a una computadora que analizaba las
señales y las emparejaba con los movimientos que la mano realizaba al jugar con el
videojuego. Entonces se compilaban las señales en un modelo neuronal que podía
pronosticar las señales necesarias para realizar las acciones requeridas en el juego.
El equipo de Nicolelis diseñó entonces una serie de electrodos sin cables que
podrían implantarse de forma permanente. Algunas de las aplicaciones evidentes de esta
tecnología serían un brazo robótico controlado por el pensamiento, una silla de ruedas
eléctrica, una televisión, una computadora o una prótesis.
Para el funcionamiento de estas extremidades una red de cables envía la
información a una computadora que analiza la actividad cerebral y, mediante una
conexión sin cables, transmite al robot cualquier orden que detecta. El programa
informático se aprovecha de que el deseo de moverse hacia una dirección concreta crea
un patrón único de actividad cerebral. Puede saber qué orden tiene en mente el usuario
mediante la identificación de la señal neuronal asociada a esa orden.
BRAZOS BIONICOS:
El brazo biónico ejecuta las órdenes del cerebro gracias a la manipulación
quirúrgica de algunos nervios. Está soportado por el hombro, y el objetivo es recolocar
los cinco nervios que mueven en brazo en los hombros. Los sensores en realidad están
conectados a tejidos sanos en el pecho, y así hay que colocar el final de los nervios en el
mismo, donde crecerán de nuevo cerca de la piel. Estos sensores envían las señales que
permiten al paciente controlar el brazo. Cuando se piensa en una acción como mover o
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cerrar la mano, una computadora intercepta las señales que irían a un brazo real no
existente y las convierte en señales que el brazo biónico puede entender y actuar acorde.
Lo increíble de este adelanto es que el brazo biónico no solo recibe señales del
cerebro, sino que envía señales para atrás al cerebro de lo que siente. Hasta ahora solo
se puede distinguir la diferencia entre calor y frío con un brazo biónico pero en un
futuro se podrá distinguir con la punta de los dedos biónicos la textura o incluso la
temperatura real de los objetos.
El dispositivo se completa cubriendo la mano protésica con un guante del color
de la piel parecido a los que se utilizan para fregar platos y los dedos se mueven con
dificultad. Esto se está intentando mejorar y actualmente ya se puede pensar en dedos
que se muevan casi como los de verdad.
A veces, las mismas heridas que causan la necesidad de amputar también dañan
los músculos necesarios para controlar una prótesis electrónica. El Instituto de
Rehabilitación de Chicago (Rehabilitación Institute of Chicago o RIC, por sus siglas en
inglés), un hospital líder en rehabilitación física en los EE.UU., completó recientemente
con éxito la rehabilitación del primer receptor del mundo de un injerto de nervio /
músculo para poder controlar una prótesis bioeléctrica. La técnica, investigada y
desarrollada por el Dr. Todd Kuiken, médico, Doctor en Medicina y director de los
servicios para personas con amputaciones, permite que diferentes secciones del resto de
los músculos del usuario manejen una prótesis de brazo.
El principal problema es el coste. Empezaron costando 7 millones de dólares y
actualmente el costo de una prótesis normal oscila entre 40000 y 60000€, que aunque ha
disminuido bastante sigue siendo prohibitivo para el ciudadano medio.
Algunos ejemplos de brazos biónicos en el mercado son los siguientes;


La mano SensorHand Speed es más silenciosa que la primera
SensorHand, dos veces más rápida y más sensible debido a un mejor
procesamiento de señales y software. La función de “auto agarre” detecta
cuándo la mano necesita más fuerza de agarre al sostener un objeto y
modifica la tensión automáticamente, como cuando la mano sostiene un
vaso que se está llenando de agua.
La mano Utah Arm 3. Diseñada para personas con amputaciones por
encima del codo, contiene dos microprocesadores que permiten el
movimiento simultáneo del codo y la muñeca o la mano. Otra mejora es
la posibilidad de modificar la configuración de la potencia; por ejemplo,
el usuario puede amplificar la señal para compensar la escasa
información neural que se produce cuando los músculos están cansados.
PIERNAS BIÓNICAS:
En cuanto a las piernas biónicas el desarrollo es mucho menor. Las razones son
obvias, en primer lugar, las piernas no aportan tanta información sensitiva como los
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brazos, nos sirven para andar, correr, pegar patadas, etc. Pero no nos aportan agarre,
transporte de objetos, poder sujetar cosas, o realizar complicados movimientos por lo
menos no de manera necesaria para poder llevar una vida normal. Además las
informaciones del tipo temperatura o similares no son tan necesarias como las que
proporcionan los brazos o en concreto las manos y aunque estaría bien tener piernas
biónicas con las que pudiésemos correr, jugar al futbol, montar en bici o bailar, estas
funciones están más orientadas al ocio que a las necesidades humanas por lo tanto las
investigaciones científicas se han centrado más en el desarrollo de brazos biónicos que
en el de piernas. Sin embargo esto no quita qua también se hayan desarrollado
complejas prótesis biónicas para las extremidades inferiores. Aunque sobre todo esto es
cierto si aceptamos como piernas biónicas todas aquellas prótesis que, aunque no
funciones bajo la supervisión de ningún software o sin excesivo mecanismo electrónico,
si son piezas fruto de un gran trabajo de investigación tanto médico como tecnológico.
Aunque las piernas biónicas son muy frecuentes en el mercado, éstas en su
mayoría no poseen ninguna función adicional aparte de la de permitir al individuo que
las porta caminar de una manera normal, sin embargo también existen piernas biónicas
capaces de conectarse con el sistema nervioso del individuo que las lleva
transmitiéndole a éste sensaciones sensoriales de diversos tipos.
Como veremos en los casos reales, no solo se han diseñado piernas biónicas para
enfermos con sus miembros amputados si no que también se han construido este tipo de
extremidades para hacer más capaces a las personas que las llevan aunque estos también
posean sus propias piernas, en este caso las piernas biónicas ayudarían a la persona a
transportar más peso por más tiempo y con menos esfuerzo.
4.- CASOS REALES
En la actualidad, los casos reales de desarrollo e implantación de extremidades
biónicas se multiplican. A menudo aparecen en las noticias de televisión o en artículos
periodísticos dentro de revistas científicas o en diarios multitud de noticias relacionadas
con la biónica. Normalmente estás noticias tienen relación con la implantación de estas
extremidades en personas discapacitadas que han perdido sus extremidades en algún
tipo de accidente o por alguna enfermedad, pero no es esta la única razón por la que se
desarrollan extremidades biónicas sino que existen multitud de casos curiosos en la
actualidad, algunos con aplicaciones militares o incluso algunas extremidades biónicas
capaces de llevarnos a los juegos olímpicos.
A continuación se citan algunas de las más famosas publicadas.
El primer caso desarrollado con éxito es el de Jessie Sullivan:

MÓNICA G. SALOMONE |

15 de noviembre de 2006
9
Wikipedia
Jesse Sullivan, un electricista de 59 años, perdió ambos brazos hace cinco años
tras electrocutarse con un cable de alta tensión. Hoy su brazo derecho es una prótesis
convencional pero en su lado izquierdo prueba el brazo robótico más avanzado del
mercado, diseñado por el Centro para Extremidades Artificiales del Centro de Ingeniería Neural (NECAL) del
Instituto de Rehabilitación de Chicago (RIC). Cuando lo lleva se convierte en el hombre
biónico. Le basta con pensar para abrir y cerrar su mano artificial, flexionar el codo o
girar el hombro. Puede incluso sentir presión: «Puedo sentir realmente cómo mi mano
se abre y se cierra», ha declarado. «Viene a ser como presionar una pelota de tenis».
Poco más tarde llega la réplica femenina de este hecho, se trata de Claudia Mitchell:
El pasado septiembre el mismo centro presentó al mundo la contrapartida femenina de
Sullivan: Claudia Mitchell, de 26 años y ex miembro del Cuerpo de Marines
estadounidense, que perdió un brazo en un accidente de moto en 2004. Mitchell leyó un
reportaje sobre Sullivan y se ofreció voluntaria. Ahora prueba un brazo de unos 4,5
kilos construido con la misma tecnología que el de Sullivan, y dice que cuando está en
marcha le recuerda al Terminador de Arnold Schwarzenegger. «Es realmente estupendo.
Esto no es algo que sale en las películas, está pasando en la vida real», declaraba en
rueda de prensa.
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La diferencia básica entre los brazos experimentales de Sullivan y Mitchell y los
más avanzados del mercado es la manera de control, como explica el propio instituto
RIC: «La mayoría de las extremidades artificiales disponibles actualmente se controlan
con señales mioeléctricas [señales eléctricas que se producen al flexionar los músculos]
procedentes de músculos en el miembro amputado. Este método permite realizar sólo un
único movimiento a la vez, dado que los movimientos del codo o la muñeca deben
llevarse a cabo en forma secuencial. Es un método de control frustrantemente lento».
«La mayoría de las extremidades mioeléctricas permiten realizar sólo un
movimiento por lo que resultan un proceso muy lentos»
Además, las prótesis en el mercado tienen sólo tres motores -y en consecuencia
hacer sólo tres movimientos- mientras que el más avanzado brazo del RIC tiene seis
motores. Con él, Sullivan y Mitchell pueden controlar movimientos de forma
simultánea, lo que les permite, por ejemplo, ponerse los calcetines, coger una botella y
beber a morro, afeitarse o doblar un par de medias. Ambos han tenido que dedicar
tiempo a entrenarse para usar la prótesis, pero ahora «puedo levantar mi brazo fantasma
igual que tú el tuyo», ha afirmado Sullivan.
¡Un homicida construye piernas biónicas a un niño paralitico!
Los milagros suceden, y a veces nos llegan de quien menos se espera o por donde uno
ni se imagina. Tal es el caso de Eugene Horon,
un niño originario de la antigua Checoslovaquia que sufre de parálisis y que vio como
su vida cambiaba radicalmente, cuando un
experto en computación, que actualmente está preso, decidió ayudarlo... Esta es la
historia:
Stepan Kopacz, un hombre de 28 años, hasta hace diez años era un reconocido genio de
la computación y la electrónica, en Praga.
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Pero fue encontrado culpable y sentenciado a cadena perpetua por el homicidio de su
novia durante una riña pasional.
Genio De La Computacion
Afortunadamente para Eugene, el tiempo que Stepan lleva en la prisión lo ha
aprovechado en forma muy creativa y encaminada a ayudar gente. Por eso, cuando el
ingeniero conoció el triste caso de este niño, decidió “construirle” un par de piernas
biónicas lo más parecidas posible a las de un humano... y lo logró!
“Estas no son unas piernas artificiales cualquiera; en realidad forman parte integral del
sistema nervioso de Eugene”, dice el preso Stepan. El aparato que usa el pequeño, en
realidad son dos prótesis a las que están integradas unas sofisticadísimas computadoras
con cientos de transistores capaces de transmitir sensibilidad y lo mejor es que ambas
forman un aparato ortopédico que se va ajustando al crecimiento de sus piernas.
“El chico realmente puede dar un puntapié, sentir sus dedos y percibir dolor”, explica
Kopacz. Las computadoras son controladas por el cerebro de Eugene, que se encuentra
conectado a ellas a través de alambres y silicones, estableciendo comunicación con el
sistema nervioso. Las conexiones de silicón a su sistema nervioso son permanentes,
pero el médico puede desconcertarlas de sus piernas y posteriormente reemplazarlas, de
acuerdo al crecimiento del niño.
“Esto es un avance sorprendente”, explicó el doctor Boris Stepanovich, uno de los
expertos más renombrados del mundo entero en el campo de la biónica. La tecnología
de este caso, puede ser adaptada con facilidad para aplicar al funcionamiento de los
brazos. “Esto es una tecnología de punta y no ciencia ficción, por eso algún día el
invento de Stepan podrá ser utilizado para la construcción de «Cyborgs», individuos que
en parte serán humanos y en parte máquinas, con expectativas de vida superior a los
cien años”, agregó el médico.
Promesa De Libertad
El pequeño Eugen nació con una enfermedad en la espina dorsal, lo que le ocasionó
parálisis completa de la cintura para abajo y parecía estar condenado de por vida a la
silla de ruedas; ahora, el fabuloso invento de Kopacz representa una promesa de libertad
para el niño. Kopacz inventó los miembros artificiales mientras trabajaba en su celda,
aprovechando partes usadas de su computadora y por increíble que parezca, utilizando
como conejillos de indias, a ratas que atrapaba dentro de la misma prisión.
“Los guardias se divertían de lo lindo viendo cómo las ratas corrían por todos lados
usando piernas artificiales y nunca me reprimieron en los estudios que estaba
realizando, gracias a Dios”, relata Kopacz. “Me siento muy contento de que el proyecto
haya sido un éxito.
Creo que ha recibido la oportunidad de hacer más llevadera la vida para las personas
discapacitadas del mundo”, concluye este genio de la computación. Y Créalo o No, Así
Fue... como a pesar de estar preso y sentenciado a cadena perpetua, todavía tiene ánimos
de ayudar a otros, y gracias a eso, le construyó una piernas biónicas a un niño paralítico!
Un caso especialmente llamativo sobre la implantación de extremidades
biónicas es el de Oscar Pistorius, atleta sudafricano de 21 años de edad que debido a una
enfermedad vio como sus dos piernas quedaban amputadas cuando apenas era un bebé.
La amputación suponía perder la pierna hasta un poco más abajo de la rodilla. Pero
debido a unas prótesis, Oscar, no solo es capaz de andar, sino que es capaz de correr, y
muy rápido. Oscar es actualmente el plusmarquista mundial de los 400 metros lisos de
paralímpicos, pero es que además su marca apenas esta unas centésimas por debajo de
la necesaria para poder participar en los juegos olímpicos de Pekín no como un atleta
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paralímpico sino como un atleta normal. Ese es ahora el reto de Oscar, poder rebajar su
marca lo suficiente como para competir con los mejores atletas del mundo solo que con
una particularidad, él no tiene piernas, y es aquí donde entra en juego la polémica
¿puede competir un atleta con piernas biónicas de igual a igual con los atletas
normales?, ¿es justo que un atleta que ve sus capacidades de realizar el acto de correr
mejoradas por unas implantaciones biónicas sea tratado igual que los demás? Hasta
ahora la polémica no ha pasado de una mera suposición, pero ¿qué pasaría si Oscar
consigue mejorar su marca lo suficiente antes de las olimpiadas de Pekín?
A OSCAR PISTORIUS no le gusta aparcar en sitios reservados para personas
con discapacidad. "Una señora mayor puede necesitarlo más que yo. No me considero
un discapacitado, puedo hacer las mismas cosas que una persona con piernas, mira
como corro. Además, todo el mundo tiene alguna discapacidad”. Se levanta todos los
días a las siete de la mañana. Hora y media de gimnasio, sesión con el fisioterapeuta, y
tres horas y media de entrenamiento por la tarde. Lo que más le gusta es salir a correr
por los campos de rugby de Pretoria con Capone, su perro, un Jack Russell terrier. "A
ese sí que no le gano esprintando”. En Suráfrica compite con los atletas sin
discapacidad. También lo ha hecho en Alemania y Holanda. Hace tres semanas, quedó
segundo en una prueba en Durban. En 200 metros su marca es 21,58 segundos (el oro
olímpico de 2004 estuvo en 19,79); en la prueba reina, los 100 metros, registra 10.91
(9.85 fue el oro olímpico en 2004). Sus cheetahs se componen de un cuerpo donde él
inserta el muñón y de una hoja de fibra de carbono, en forma de sinuosa ele, que acaba
en el punto de apoyo, réplica de la suela de una zapatilla para correr. En el Reino Unido
le llaman Blade Runner [en inglés: blade, lámina; runner, corredor]. En Suráfrica, Sea
Biscuit, en recuerdo de aquel legendario caballo de carreras de los años 30 famoso por
su lentitud en el arranque y sus impresionantes últimos metros.
En el mundo de la informática siempre se han producido grandes avances
gracias al tiempo y al esfuerzo que los gobiernos han dedicado a la investigación en
estos campos con fines militares. Por ejemplo los primeros ordenadores nacieron en la
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época de la segunda guerra mundial, algunos de ellos con la finalidad de ayudar a sus
respectivos bandos, también el nacimiento de internet, tan importante en la actualidad,
está ligado a estos fines, y no iba a ser menos en el terreno de las extremidades biónicas
pues también se están desarrollando prótesis que no tienen como finalidad devolver a la
persona que las use la capacidad de llevar a cabo ciertas acciones que debido a una
minusvalía no es capaz de realizar sino que pretenden potenciar las acciones que un ser
humano normal si puede realizar pero de una manera más cómoda, efectiva, eficiente o
eficaz. Es el caso de las piernas biónicas desarrolladas por el instituto de defensa de
E.E.U.U. que tienen como finalidad el colocarlas sobre las piernas de la persona que las
va a usar facilitándole el transporte de pesadas mercancías de manera que pueda llevar
más peso durante más tiempo pero con mucho menos esfuerzo y malgaste de energías.
Piernas biónicas
Investigadores en Estados
Unidos desarrollaron
piernas robóticas portátiles
que permiten cargar más
peso a mayores distancias.
El aparato es fruto de un
proyecto del sector defensa de
EE.UU. y fue diseñado
principalmente para ser usado
por soldados de infantería.
Este novedoso artefacto lleva
el nombre de exoesqueleto de
Berkeley para extremidades
corporales inferiores o Bleex.
Este invento fue financiado por
El Bleex está diseñado para ser usado
la Agencia de proyectos de
por soldados de infantería.
investigación avanzada de
defensa de Estados Unidos, DARPA.
Función automática
El Bleex cuenta con un par de suspensores en forma de
piernas metálicas accionadas desde un motor ubicado en una
estructura tipo mochila.
Más de 40 censores y un mecanismo hidráulico calculan
cómo distribuir el peso por el cuerpo, el cual imita el trabajo
que normalmente realiza el sistema nervioso humano.
Es así que el Bleex logra minimizar la sensación de peso que
lleva el portador.
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Homayoon Kazerooni, director
del laboratorio de robótica e
ingeniería humana de la
Universidad de California
comentó sobre el
funcionamiento del Bleex.
Más carga y mayor recorrido
Al parecer este mecanismo
posibilitará que bomberos,
soldados y miembros de
equipos de rescate carguen
gran peso a larga distancia por
varias horas
Homayoon Kazerooni, Universidad
"No hay una palanca de
de California
control, no hay teclados, no
se cuenta con ningún botón para manejar el aparato".
Prepárense a cargar
El Bleex cuenta con un pequeño motor que con un tanque
lleno puede hacer andar durante dos horas a todo el sistema.
Los suspensores en forma de piernas están adheridos a un
par de botas militares que van conectadas a las
extremidades del usuario.
En las pruebas de laboratorio se comprobó que un sujeto
podía caminar cargando los 45kg que pesa el exoesqueleto
Bleex más 31,5kg de la mochila. Luego del recorrido el sujeto
dijo que la sensación fue como portar poco más de 2kg de
peso.
Según el doctor Kazerooni el exoesqueleto puede ser usado
con igual éxito por bomberos.
"Al parecer este mecanismo posibilitará que bomberos,
soldados y miembros de equipos de rescate carguen gran
peso a larga distancia por varias horas", expresó Kazerooni.
5.-POTENCIALIDADES DE LA BIÓNICA
Son muchas las expectativas y las esperanzas que se tienen sobre este campo
sobre posibles usos futuros de la biónica. Tanto en la medicina, como en el campo
militar o en la industria se prevén grandes avances en un futuro cercano que permitan
multiplicar los usos que se le puedan dar a este tipo de mecanismos. Si bien en los
últimos años ya son muchos los avances cosechados, es cierto que no son tantos como
se esperaban, en general en todo el campo de la inteligencia artificial el camino por
andar es extremadamente amplio y las expectativas a menudo no se cumplen.
También es cierto que existe ahora mismo una gran controversia en torno a este
tema, tanto científica como ética. En cuanto a lo científico hay cuestiones como “¿puede
pensar una máquina?” que traen de cabeza a los investigadores actuales. Y en cuanto a
lo ético, existen múltiples grupos sociales casi siempre promovidos por la religión que
se muestran en contra de poder llevar a cabo investigaciones de este tipo entre
mecanismos artificiales y los seres humanos o las investigaciones con células madre.
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Pero vamos a ir por partes, en el terreno médico es probablemente en donde más
esperanzas se tienen depositadas en relación con la biónica. Si bien, como hemos visto
anteriormente ya se han realizado implantaciones de piernas y manos con éxito, se
espera que en los próximos años esto sea algo habitual, las personas que hayan sufrido
la amputación de alguna de sus extremidades podrán ver como gracias a esta tecnología
pueden volver a sentir como si la hubiesen recuperado. En un futuro se espera que
incluso se puedan sentir sensaciones como calor, frio, dolor, etc. Además, aparte de las
extremidades se espera que se pueda reemplazar cualquier tipo de órgano como riñones,
pulmones, corazón, retinas etc. Quizás que un ciego pueda volver a ver o que un
enfermo de corazón se recupere gracias a la tecnología está más cerca de lo que todos
pensamos.
En el terreno militar también se prevé que haya un gran desarrollo en los
próximos años, implantaciones que hagan en este caso más fuertes a las personas o más
capacitadas para ciertos trabajos.
En la rama industrial el desarrollo es muy importante también ya que permite
llevar trabajos que por su importancia o su dificultad requieren gran precisión y ofrecen
un escaso margen de error por lo que son más apropiados para una maquina, o trabajos
que debido a su repetitividad y tecnicidad pueden ser llevados a cabo por una máquina
ahorrando tiempo y dinero.
En nuestra opinión personal, creemos que alguna vez será posible simular el
comportamiento de cualquier órgano humano o animal mediante este tipo de tecnología
puesto que el cerebro trabaja con señales eléctricas, exactamente igual que lo hacen los
ordenadores, y cuando esas señales eléctricas del cerebro se lleguen a comprender
completamente y se puedan simular por chips será posible por tanto imitar el
comportamiento de éste a la perfección con las ventajas que eso supone para, en nuestra
opinión, sobre todo la medicina.
BIBLIOGRAFÍA
-
www.bbcmundo.com
www.cronicasdelusitania.blogspot.com
www.consumer.es
www.wikipedia.org
www.cienciadigital.es
www.eluniverso.com
Revista científica “Quo”
Revista científica “Muy Interesante”
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