Los ingenieros de MIT crean un pie protésico de bajo costo que se aproxima al paso natural
Publicado el 4 de julio de 2018
Los ingenieros de MIT han desarrollado un pie protésico aerodinámico que permite a los usuarios caminar con un movimiento fluido y se pueden fabricar a bajo costo.
El pie protésico fue diseñado teniendo en cuenta a los amputados en países de bajos y medianos ingresos, pero los ingenieros creen que su invención también tiene el potencial de afectar el mercado local en los EE. UU.
"Un pie pasivo común en el mercado estadounidense costará de $ 1,000 a $ 10,000, hecho de fibra de carbono", dijo Amos Winter, profesor asociado de ingeniería mecánica, que trabajó al lado del líder del proyecto, Kathryn Olesnavage, una ex estudiante graduada del MIT.
"Imagina que vas a ver a tu protésico, toman algunas medidas, nos las envían de vuelta y te devolvemos un pie de nailon de diseño personalizado por unos cientos de dólares", continuó Winter. "Este modelo es potencialmente cambiante para la industria, porque podemos cuantificar completamente el pie y ajustarlo para individuos, y usar materiales más baratos".
Esto es una desviación de las prótesis tradicionales, pero Winter y su equipo se inspiraron en los comentarios que los amputados que han perdido una extremidad debajo de la rodilla no pueden sentir el movimiento específico de su prótesis.
Para lograr esto, en lugar de replicar la mecánica del pie con articulaciones en el tobillo y los dedos de los pies, los ingenieros se enfocaron en aproximar el movimiento general de la parte inferior de la pierna.
Según los ingenieros, el movimiento de los usuarios que usan una de estas prótesis es similar al de una persona que camina con dos pies.
El proyecto fue iniciado por Jaipur Foot, una organización que fabrica y dona prótesis en la India. El grupo quería una alternativa al pie realista pero pesado y difícil de fabricar que había estado fabricando durante 40 años.
Para ello, desarrollaron un modelo matemático que describe la rigidez de la prótesis, su posible movimiento y forma, y lo combinaron con datos de zancada existentes. Historia relacionada Diseño paralímpico: láminas de guepardo Flex-Foot
En respuesta, los investigadores llegaron a un nuevo marco para el diseño de prótesis que predice cómo una persona caminará en respuesta a varias extremidades artificiales.
"Esto realmente abrió el espacio de diseño para nosotros", continuó. "Podemos cambiar drásticamente el pie, siempre y cuando hagamos que la pierna haga lo que queremos que haga, en términos de cinemática y carga, porque eso es lo que percibe el usuario".
La forma final similar a un trineo tiene ecos de las prótesis "blade" popularizadas por los Juegos Paralímpicos de 2012, pero a menor escala, y en nylon en lugar de costosas fibras de carbono.
El equipo ahora está trabajando con la empresa italiana de calzado Vibram, famosa por la zapatilla descalza FiveFingers, para desarrollar una cubierta más realista para el aparato.
Según los ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la prótesis de nailon puede fabricarse en masa y ajustarse fácilmente para adaptarse al tamaño y peso de un usuario específico.
"Una de las ideas críticas que tuvimos fue que, para un usuario, el pie es como una caja negra, no está conectado a su sistema nervioso y no interactúa íntimamente con el pie", dijo Winter.
Luego se les ocurrieron sus propios diseños. Escogieron el mejor de entre varios contendientes mediante la ejecución de un algoritmo genético, una simulación de la supervivencia del más apto que dejaría solo el pie más seguro y constante.
Los ingenieros han probado con éxito su prototipo con voluntarios en India. "Un tipo salió corriendo, le gustó tanto", dijo Winter.