Definimos un exoesqueleto mecánico o robótico, como una máquina móvil o dispositivo portátil externo destinado al uso de las personas para mejorar su movilidad y sus capacidades. Como detallaremos a continuación, principalmente están destinados a dos sectores, el industrial y el social.
También son conocidos por el nombre de exotraje o exoarmadura, y existen diferentes tipos de exoesqueletos artificiales que integran tecnología robótica. Están formados por un armazón o estructura articulada que incorpora diferentes sistemas que potencian el cuerpo humano por medio de motores eléctricos e hidráulicos.
Son “servoarmaduras” que cuentan con una compleja arquitectura electrónica y sensores biométricos que se adaptan y adhieren a la perfección a las piernas, espalda y brazos de las personas.
Ejemplos de exoesqueletos robóticos
Hal de Cyberdyne 
Exoesqueleto para rehabilitación 
ASTM International 
Exotraje robótico
De qué material están hechos los exoesqueletos
Los primeros exoesqueletos robóticos que salieron al mercado eran de aluminio, acero inoxidable y titanio. Sin embargo el desarrollo de los materiales en los últimos años está permitiendo proporcionar exoesqueletos compuestos por fibra de carbono, material que sin duda aligera su peso manteniendo su resistencia.
Para qué sirve un exoesqueleto mecánico
El objetivo principal de los exoesqueletos mecánicos es mejorar la movilidad de las personas, así como potenciar sus capacidades y evitar sufrir lesiones provocadas por esfuerzos repetitivos o malas posturas.
Está orientado su uso a múltiples sectores, que van desde las personas con movilidad reducida, como ancianos, personas con limitaciones físicas o discapacitadas.
Cómo funcionan los exoesqueletos robóticos
Los exoesqueletos incorporan sensores biométricos que detectan las señales nerviosas que el cerebro envía a nuestras extremidades para que se genere un movimiento. Esta información es detectada y procesada por el software, para seguido ejecutar en una fracción de segundo una señal al exoesqueleto para que realice un movimiento.
Uno de los objetivos más ambiciosos es desarrollar exoesqueletos avanzados que funcionen de forma totalmente mecánica, es decir, sin baterías, sin motores y sin sistemas hidráulicos. Un exoesqueleto totalmente mecánico evita tener que recargarlo, permitiendo prolongar su uso durante toda una jornada.
Historia del exoesqueleto
La historia de los exoesqueletos se remonta a la década de 1960, cuando la Industria militar buscaba mejorar las habilidades de los soldados.
En la actualidad existen organismos, como ASTM International, que ha redactado una guía con la que poder seguir unos estándares a la hora de diseñar exoesqueletos.
Quién creó el exoesqueleto mecánico
Exoesqueleto para trabajar en la industria
Conseguir reducir las lesiones y las cargas musculares de los trabajadores ha sido desde siempre un objetivo en todos los puestos de trabajo. Es por ello que son muchas las empresas que están implantando equipos de exoesqueletos en los centros de trabajo. Es importante resaltar que este tipo de exoesqueleto se encarga de repartir el peso de los hombros y brazos y distribuirlo por la cintura y piernas.
Estos trabajadores biónicos ven reducida su fatiga y su cansancio, lo que beneficia su rendimiento y reduce el absentismo y las bajas laborales. Y es que detrás de esta tecnología se esconde un esfuerzo incesante por integrar medidas ergonómicas preventivas para los operarios que sirvan a su vez como EPI 4.0 (Equipos de Protección Individual).
Una de las ventajas que ofrecen los exoesqueletos industriales es que mejoran los puestos de trabajo sin tener que ampliar el espacio. Permiten a los operarios soportar pesos y herramientas que sin esta tecnología les limitaba, y más en el caso de trabajadores de mayor edad, así como evitar las sobrecargas musculares por malas posturas.
Se ha podido demostrar que los exoesqueletos son capaces de reducir en un 50% la actividad de los músculos de la espalda, lo que alivia considerablemente la presión en las vértebras. Es por ello que es necesario el desarrollo de esta tecnología para seguir luchando contra las lesiones que terminan con las bajas laborales.
Aplicaciones de exoesqueletos en la medicina y en la rehabilitación de lesiones medulares
Son muchas las posibilidades que ofrece esta tecnología en el ámbito de la rehabilitación de lesiones ya que permite automatizar los procesos de terapia clínica. Podemos destacar la capacidad de los exoesqueletos para prevenir lumbalgias y otras lesiones, al repartir el peso por todo el cuerpo.
No obstante, en donde se está produciendo un gran avance es con personas que han perdido la capacidad de andar, ya sea por lesiones medulares, por atrofia muscular espinal o por parálisis cerebral.
Uno de los exoesqueletos que más está ayudando en el tratamiento de estas lesiones es el Exoesqueleto Hal
También se están utilizando en fase de experimentación con enfermos de Parkinson así como con personas afectadas por accidentes cardiovasculares.
Tal y como señalan los expertos, los exoesqueletos son de gran utilidad para trabajar lesiones medulares que se combinan con otras terapias farmacológicas y tecnologías. Entre ellas podemos señalar las técnicas de neuromodulación por medio de estimulación por corrientes o campos magnéticos.
Hay que recordar que exoesqueletos como el que ha desarrollado el Instituto Politécnico Nacional (IPN) de México, se están combinando con éxito con técnicas de estimulación epidural. Su finalidad es provocar el movimiento de una lesión medular.
Exoesqueleto militar
Conseguir que los soldados se conviertan en superhombres ha dejado de ser un sueño y muy pronto será una realidad. Son numerosos los países que están investigando tecnología militar con la que lograr que los soldados salten distancias y cojan pesos que no están al alcance de los humanos.
Uno de los proyectos más importantes es Sarcos XOS 2, un proyecto de Raython Sarcos financiado por el DARPA de los Estados Unidos. Estos exoesqueletos militares permiten a los soldados cargar pesos sin esfuerzo de forma repetitiva, saltar, hacer flexiones y todo ello, sin que la persona se lesione ni padezca un sobre esfuerzo.
Comprar un exoesqueleto sí, pero ¿a qué precio?
Tal y como sucede con todas las tecnologías, adquirir los primeros modelos de exoesqueletos que se pusieron a la venta tenían el inconveniente de que su precio era muy elevado. Hoy en día el precio de un exoequeleto puede rondar entre los 3.000 y los 6.000 €, una inversión asequible para las grandes empresas, principalmente para las del sector de la automoción.
Empresas desarrolladoras de exoesqueletos
Algunas de las empresas pioneras en el desarrollo de Exoesqueletos son SuitX y Ekso Bionics en Estados Unidos. Posteriormente han surgido muchos gigantes de la tecnología que se han lanzado a desarrollar sus propios modelos, como es el caso de LG.
Otras empresas más modestas en España están desarrollando con éxito sus propias soluciones, como es el caso del Centro Tecnológico de Automoción de Galicia (CTAG) o Laevo, que en sus orígenes estuvo orientada en la atención a los pacientes y en la actualidad abarca los sectores de la automoción y la aeronáutica.
De donde procede la palabra Exoesqueleto
El origen del término exoesqueleto procede de los esqueletos externos de los insectos y animales. La palabra “Exo” procede del griego “afuera”, por lo tanto un exoesqueleto es el esqueleto externo de un ser vivo.
Sirven para proteger y soporta su estructura, el caparazón y el resto de los miembros de su cuerpo. Estos exoesqueletos pueden moldear y dar forma a su cuerpo, incluidas las patas y las antenas. Se caracterizan porque a lo largo de su crecimiento, mudan su exoesqueleto por uno nuevo de mayor tamaño.
Dentro del mundo animal existen principalmente tres tipos de exoesqueletos:
- Exoesqueleto formado por quitina. Se trata de un carbohidrato compuesto por N-acetilglucosamina que le ofrece gran resistencia. Principalmente los animales que los incorporan son los artrópodos, es decir, las arañas, los crustaceos, escorpiones e insectos como las cucarachas y las moscas.
- Exoesqueleto de Tipo óseo. En este caso hace referencia a los exoesqueletos del mundo animal que están formados por cartílagos y huesos. Destacan por combinar la matriz orgánica en colágeno con un mineral resistente como es el calcio.
- Exoesqueleto formado por carbonato de calcio. Es otra familia del reino animal que dispone de exoesqueletos. Principalmente son los moluscos y los corales quienes están revestidos por un exoesqueleto compuesto por carbonato de calcio. Para que nos hagamos una idea de su resistencia, minerales como el mármol y la caliza están compuestos por este material.