Con IA, una mano biónica podría ayudar a las personas con amputaciones a recuperar movimientos naturales

Una mano biónica que no solo responde, sino que también entiende y colabora con la persona que la usa, deja de ser ficción para ser una posibilidad real.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Utah, en los Estados Unidos, sumó sensores a una mano biónica para que pudiera sentir y medir la distancia y la fuerza al agarrar objetos.

Después, creó un sistema que mezcla las órdenes humanas con la inteligencia de la prótesis, y lo probó en actividades reales. Los detalles de la innovación fueron publicados en la revista Nature Communications.

Demostraron que el control compartido entre el sistema inteligente y un usuario permite movimientos precisos, reduce errores y minimiza el cansancio mental.

La investigación fue liderada por Marshall Trout, con colaboración de la Universidad de Utah, el Centro Médico de Asuntos de Veteranos de Salt Lake City y la firma TASKA Hand.

Si supera más evaluaciones de eficacia y seguridad, la mano biónica podría ser útil para personas con amputación de miembro superior que necesitan una prótesis funcional.

También podría ayudar a quienes usan manos artificiales tradicionales y buscan mayor precisión, comodidad y facilidad al realizar tareas cotidianas.

Qué son las manos biónicas

Una mano biónica es una prótesis que se diseña para imitar y recuperar los movimientos y funciones de una mano humana. Se hacen a través de tecnología electrónica y sensores.

Varios modelos anteriores lograban copiar los movimientos de la mano humana, pero el control intuitivo seguía siendo un reto.

“Pueden replicar muchos movimientos de la mano humana, pero nuestra habilidad para controlarlas de forma intuitiva es limitada”, escribieron los científicos al explicar por qué hicieron su desarrollo.

Durante años se buscó una solución. Sensores de fuerza y métodos automáticos sumaron opciones, aunque sin lograr adaptarse a cada tarea con soltura.

La técnica más común alternaba entre mando manual o automático, lo que solo dejó “habilidad de agarre limitada”.

El equipo de la Universidad de Utah, con laboratorio en Salt Lake City, probó una ruta diferente: mantener el control humano y el automático de manera continua.

De este modo, la mano se convierte en una extensión sensible, capaz de anticipar y seguir la intención de quien la porta, sin perder independencia ni precisión.

Los investigadores se pusieron a medir si la cooperación constante mejora la utilidad de la prótesis y hace más fácil su uso diario.

Sensores inteligentes, movimientos naturales

Los científicos tomaron una mano biónica ya disponible, llamada TASKA Hand. Le incorporaron sensores dobles en cada dedo: uno mide la fuerza y el otro detecta la cercanía de los objetos.

Esa tecnología permite a la mano distinguir desde un leve roce hasta el contacto con un objeto más pesado.

Esos sensores facilitan que la prótesis detecte si se trata de tomar un papel delicado o un vaso robusto. Los microcircuitos en las yemas, cubiertos por silicona, suman sensibilidad y fiabilidad al movimiento.

El sistema une las señales eléctricas de los músculos con la información de los sensores. De ese modo, la mano se acerca de manera automática al objeto y permite que la persona ajuste la presión en el momento.

Nueve personas sin amputación y cuatro con amputación participaron en los ensayos de los científicos. Les propusieron tareas como levantar huevos, manipular papeles y sostener tazas, que son acciones pensadas para reflejar la vida cotidiana.

Los resultados fueron los siguientes: la proporción de tomas exitosas de objetos frágiles sube del 59% al 89% bajo control compartido.

Además, la presión necesaria para no romper ni dejar caer los objetos bajó de manera notable.

Los participantes reportaron significativamente menos carga de trabajo subjetiva cuando usaron el control compartido. El uso de la mano no aumentó el esfuerzo físico, pero sí mejoró la precisión y la comodidad durante las tareas.

Cada dedo se ajusta por separado, lo que facilita movimientos ágiles y seguros y permite adaptarse con soltura a distintas actividades. Esta independencia mejora la experiencia para el usuario en situaciones reales.

El sistema se probó en prótesis de gancho y en modelos mioeléctricos, y resultó eficaz en ambas variantes: la destreza y facilidad de uso aumentaron en todos los casos.

Marshall Trout, uno de los científicos y coautor del estudio, dijo:“Por muy realistas que se estén volviendo los brazos biónicos, controlarlos todavía no es fácil ni intuitivo. Casi la mitad de todos los usuarios abandona su prótesis, a menudo citando su mal control y la carga cognitiva”.

Explicó que intentaron que el usuario no luche con la máquina por el control. Con su desarrollo demostraron que la máquina mejoró la precisión del usuario y también hizo que las tareas fueran más fáciles.

“En esencia, la máquina aumentó su control natural para que pudieran completar tareas sin tener que pensar en ellas”, resaltó.

Trout y sus colaboradores reconocieron que aún no evaluaron el sistema en el uso real fuera del laboratorio y durante períodos largos. Además, la muestra de participantes fue pequeña y no representó todos los perfiles de usuarios posibles.

Consideraron que se deberán hacer ensayos clínicos para validar su impacto en la vida diaria.

Sin embargo, señalaron que el control compartido entre usuario y máquina mejora la destreza y reduce la carga mental al usar la mano biónica.