Una pierna biónica de código abierto

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El diseño en detalle y las pruebas clínicas de una pierna biónica de código abierto, están disponibles de forma gratuita en la red. De esta manera, los investigadores pueden crear y probar nuevas prótesis seguras y útiles. Incluso, para algunos o algunas con conocimientos avanzados, construirse una por un coste menor a algunos modelos comerciales.

¿Qué es una pierna biónica?

Una pierna biónica es una extremidad artificial que funciona mediante el uso de señales de los músculos de un individuo para moverse sin problemas. Algunas extremidades biónicas también dependen de las señales eléctricas del cerebro y los nervios para crear los movimientos adecuados. De modo que unas funcionan de forma electrónica o mecánica, y otras opciones biónicas dependen de una combinación de ambas.

Mientras que las extremidades protésicas tradicionales requieren una potencia corporal completa para funcionar, las extremidades biónicas brindan mucho más apoyo y capacidad al usar tanto los músculos como el cerebro para impulsarlas.

¿Cómo funcionan las piernas biónicas?

Pierna biónica como funciona

Las piernas biónicas como cualquier otra extremidad biónica, suelen funcionar detectando señales de los músculos del usuario. Por ejemplo, cuando una persona se coloca su pierna biónica y flexiona los músculos por encima o por debajo de la extremidad, los sensores reaccionarán para provocar el movimiento indicado.

Las extremidades biónicas a menudo están equipadas con sensores para detectar estos movimientos musculares. Entonces, cuando quieres andar o subir una escalera, los músculos que normalmente usarias para andar o subir escaleras envían una señal a los sensores de la pierna biónica, los sensores lo interpretan y van mandando señales a los motores que a su vez van posicionando las extremidades en su sitio correspondiente.

La mayoría de las extremidades biónicas tienen ordenadores integrados que detectan las señales musculares. Algunas extremidades biónicas requieren la implantación de sensores en los músculos restantes del muñón de la extremidad. Este tipo de extremidad biónica es mucho más avanzado y puede permitir a los usuarios controlar la extremidad con la mente. Por ejemplo, puede pensar en mover la pierna y su pierna biónica responderá moviéndose.

Muchas extremidades biónicas se consideran «plug and play», lo que significa que se pueden poner y quitar con facilidad y usar solo cuando sea necesario. Las extremidades biónicas no requieren cirugía para funcionar, pero muchas extremidades se fabrican a la medida de las especificaciones de los músculos de los usuarios.

Este tipo de prótesis proporciona al usuario el máximo control y se adapta a la rapidez o lentitud con la que se tensan los músculos. Cuando los músculos se tensan más suavemente, la extremidad biónica responderá más lentamente. Cuando los músculos se tensan rápidamente, la extremidad reaccionará más rápido.

Los diseños disponibles gratuitamente podrían ayudar a impulsar sistemas de control avanzados

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Para resolver el problema de que muchos grupos de investigación no tienen acceso a prótesis de piernas para realizar pruebas. Científicos de Michigan, han desarrollados Open Source Leg, donde, se muestra la pierna artificial junto con guías paso a paso que se pueden descargar de forma gratuita. Están destinadas a ayudar a los investigadores que buscan ensamblarla o pedir piezas para ella. El grupo de Michigan también ha realizado videos que ilustran cómo construir y probar el hardware y han desarrollado un código para programar la prótesis para caminar usando un sistema de control preliminar. 

Los científicos se han enfocado en conservar la pierna de código abierto o «open source» relativamente fácil de ensamblar, controlar y mantener al reducir la cantidad de piezas y proveedores necesarios. Las articulaciones de la rodilla y el tobillo pueden funcionar de forma independiente, lo que permite la investigación en pacientes con amputaciones por encima y por debajo de la rodilla. Además, cada eslabón o parte tiene baterías incorporadas y su propio conjunto de sistemas de detección y control, lo que permite realizar pruebas fuera del laboratorio. Además, varias de las características de control y diseño de la pierna de código abierto se pueden personalizar para adaptarse a necesidades de investigación específicas, como el tipo de pie y la elasticidad de la rodilla.

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