Un paso de ciencia ficción: los exoesqueletos impulsados por IA que prometen cambiar nuestras vidas
La imagen de un exoesqueleto puede recordar escenas de películas de ciencia ficción, donde hombres y mujeres se enfundan en trajes robóticos para adquirir fuerza sobrehumana. Pero la realidad de estos asombrosos dispositivos no está tan lejana, y menos ahora, gracias a los avances en inteligencia artificial (IA). Sin embargo, no todo es perfecto. Hasta la fecha, los exoesqueletos han sido dispositivos caros, poco accesibles, y su configuración para cada usuario era laboriosa y exigente.
Exoesqueletos personalizados sin esfuerzo humano
Imagínate un exoesqueleto que, al igual que el traje de Tony Stark, se adapta automáticamente a cualquier usuario sin necesidad de ajustes específicos. Esto es una realidad gracias a un grupo de investigadores del Laboratorio de Biomecatrónica y Robótica Inteligente de la Universidad de Carolina del Norte. Estos investigadores han logrado desarrollar un exoesqueleto «para todo uso» utilizando la inteligencia artificial.
Lo más increíble es que este dispositivo no necesita ningún tipo de coordinación previa o ajustes específicos para los usuarios. Como lo describe Hao Su, profesor asociado y coautor del estudio, «te lo pones y funciona». Esto marca un antes y un después en el ámbito de la movilidad asistida, reduciendo drásticamente el coste de producción y facilitando su uso para cualquier individuo.
Reducción de costes: ¿un mercado posible?
Históricamente, los exoesqueletos han costado alrededor de 200.000 €, debido en parte a la necesidad de crear políticas de control personalizadas y extensas pruebas humanas. El equipo de Su ha dado un giro radical a este problema al permitir que sea una red neuronal la que genere automáticamente estas políticas de control. Según las estimaciones de Su, no sería descabellado que en 2 o 3 años pudiéramos ver exoesqueletos con precios que oscilen entre los 2.000 y 5.000 €, haciéndolos accesibles para un público más amplio.
La clave del ahorro radica en la utilización de modelos digitales, en lugar de pruebas en personas reales, para el desarrollo de las políticas de control del exoesqueleto.
Un avance en la simulación del cuerpo humano
El equipo primero diseñó modelos digitales del sistema musculoesquelético humano junto con el modelo del exoesqueleto. Utilizaron múltiples redes neuronales para operar cada componente. Una red ejecutaba el modelo digital del esqueleto humano, imitando el movimiento mediante músculos simplificados. Otra red era la encargada del modelo del exoesqueleto. Finalmente, una tercera red imitaba los movimientos humanos prediciendo cómo un humano se movería con el exoesqueleto y cómo interactuarían ambos.
La simulación de todo el sistema humano-exoesqueleto, con las tres redes neuronales, llevó aproximadamente 8 horas en una sola tarjeta gráfica RTX 3090, logrando resultados que batieron récords.
Resultados impresionantes y mejoras futuras
El control desarrollado para el modelo digital del exoesqueleto fue posteriormente implementado en un exoesqueleto real, probándose con 20 participantes diferentes. Los resultados fueron impresionantes: una reducción media del 24% en el gasto metabólico al caminar, 13% al correr y 15,4% al subir escaleras, superando cualquier otro exoesqueleto creado hasta la fecha. Todo esto sin necesidad de ajustes personalizados para cada usuario.
El futuro de los exoesqueletos brilla con promesas de mejoras adicionales: más ligeros, silenciosos, y sobre todo, más confortables. El equipo también planea enfocarse en el desarrollo de exoesqueletos para personas con limitaciones de movilidad, como artritis en la rodilla, aprovechando tecnología desarrollada en investigaciones paralelas de la Universidad de Stanford para individualizar modelos basados en simples análisis de vídeo.
Los exoesqueletos con tecnología IA no solo pueden transformar la vida de personas con movilidad reducida, sino también llevarnos un paso más cerca de esos fantásticos trajes robóticos que veíamos en películas y que tanto nos han fascinado. ¡La ciencia ficción está cada vez más cerca de convertirse en nuestra realidad cotidiana!
