Exoesqueletos que ayudan a recuperar la salud

La ingeniera del CSIC Elena García Armada es la creadora del primer exoesqueleto pediátrico del mundo. Se trata de un armazón ajustable conectado a una batería y una red de pequeños motores con sensores, software y maquinaria. Estos componentes funcionan como articulaciones mecánicas que se ajustan al cuerpo y magnifican los movimientos suaves, al mismo tiempo que se adaptan al movimiento de cada niño a medida que avanza su rehabilitación. El exoesqueleto se puede ajustar al niño, generalmente entre 3 y 10 años, en menos de 8 minutos, y le permite caminar durante las sesiones de rehabilitación neuromuscular.

Este exoesqueleto, desarrollado por la empresa Marsi Bionics, fundada por la propia García Armada, es un ejemplo de éxito de transferencia del conocimiento desde los laboratorios hasta los hospitales para mejorar la vida de las personas. El invento le ha valido a su autora la nominación como finalista para el Premio Inventor Europeo 2022 que concede la Oficina Europea de Patentes.

El logro tiene su origen en el departamento de Robótica Inteligente del Centro de Automática y Robótica (CSIC-UPM), que cuenta con más de 30 años de trayectoria, centrado sobre todo en el desarrollo de robots para el sector de servicios y la industria. “La orientación hacia el sector salud cambió hace más de 10 años, en 2009, cuando recibimos la visita de una familia con una hija con una tetraplejia que se llama Daniela. Conocían nuestra actividad por un industrial con el que trabajábamos. Habían contactado con dos empresas que ya comercializaban exoesqueletos para adultos con paraplejia, pero les habían contestado que no tenían dispositivos pediátricos ni tenían previsto desarrollarlos”, recuerda.

“Las familias acuden a los centros de investigación buscando soluciones. Y pensando que las van a encontrar rápidamente”, rememora García-Armada. “Cuando nos explicaron la cuestión, entendimos que había una necesidad importantísima y que el colectivo infantil no había recibido la atención suficiente. Como centro de investigación, nos pareció que era muy importante dar respuesta a esa necesidad y nos volcamos en los exoesqueletos. Teníamos el conocimiento en el campo de la robótica de la locomoción, entendimos los problemas que había y comenzamos a trabajar sobre todo en actuación biomimética; es decir, los sistemas a nivel articular que podían adaptarse a la complejidad de la sintomatología de las enfermedades neurológicas en la infancia”.

En 2013 se realizó con Daniela la primera prueba de concepto de un prototipo. Desde entonces, se ha realizado mucha investigación dedicada a ampliar el uso del dispositivo al mayor número de patologías. “Este tipo de dispositivos son productos sanitarios y, por tanto, están sometidos a una regulación internacional que determina la Agencia Europea de Medicamentos. Esto implica que debe irse demostrando la tecnología patología por patología e ir ampliando las indicaciones de uso de la misma manera que se hace con los medicamentos”, detalla.

Autorización de la UE para uso clínico

En el año 2021 se produce un nuevo hito al obtener el marcado CE, es decir, la Agencia Europea de Medicamentos aprueba el uso clínico de este dispositivo para las atrofias musculares y las parálisis cerebrales infantiles, cubriendo así más del 90% de discapacidades motoras en la infancia.

Mientras se ha ido avanzando en investigación, se ha realizado un proceso de industrialización y transferencia de la tecnología desde los laboratorios a los hospitales. García-Armada decidió, en el momento de plantearse la transferencia de tecnología, posibilitar el acceso a su exoesqueleto licenciando su invento a un fabricante, pero durante el proceso de industrialización que le requirieron se dio cuenta de que ya era más rápido comercializar el exoesqueleto ella misma. "Para cuando industrializamos y probamos clínicamente la invención, ya no necesitábamos licenciarla", comenta García. "Podríamos venderlo nosotros mismos", añade.

En los años siguientes, García Armada comercializó dos de sus inventos patentados. "Las patentes resultaron vitales para aumentar la inversión", dice la investigadora, y agrega que sin las patentes no habría habido forma de contratar el talento necesario para llevar la invención al mercado. Desde entonces, Marsi Bionics ha crecido a 25 empleados. Su exoesqueleto pediátrico para atrofia muscular espinal ya se utiliza en España en centros de referencia nacional y está previsto que durante este año esté también disponible en México, Italia, Reino Único, Colombia y Hungría. 

Además, se está trabajando en adultos, con un dispositivo para la rehabilitación tras la cirugía de rodilla, que ya se está aplicando en hospitales de la compañía aseguradora Sanitas. También se está realizando investigación clínica en campos como el ictus o la esclerosis múltiple. “En general, tratamos el mayor número de patologías, de la misma manera que hemos hecho en niños”, apunta.

Los retos de los exoesqueletos

Respecto al futuro, subraya que queda mucho por hacer en el ámbito de los exoesqueletos “y tratar de conseguir la mayor adaptabilidad al mayor número posible de personas. El reto es llevarlo a la vida diaria, para trabajar también en el envejecimiento activo. Y también en el desarrollo de exoesqueletos en la rama industrial, para ayudar a los operarios a realizar trabajos y evitarles la fatiga muscular”.

Los retos de la robótica en general también se centran en lograr que los robots consigan realizar actividades tan cotidianas para los seres humanos como lavar los platos, pelar una patata o abotonar una camisa. “Para nosotros, estas actividades son muy intuitivas y ni siquiera las pensamos mientras las realizamos”, advierte. “Lo que nos parece complicado son, pxor ejemplo, las matemáticas. Evidentemente, la capacidad de cómputo de un ordenador es superior con creces a la de la mente humana, pero es que nuestra inteligencia es otra cosa. Y lo vemos en actividades cotidianas que precisan de esta psicomotricidad fina, como algo tan sencillo como palpar y, por su forma, saber lo que es. O meter la mano en el bolso y encontrar lo que buscamos. Todas estas acciones son dificilísimas para un robot, como también lo es caminar y mantener el equilibrio. Y, en otros campos de la inteligencia -la cinestésica, la intuición y las emociones-, los robots lo tienen muy difícil”, describe.