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Exoesqueleto (humano)

Ejemplos de diferentes tipos de exoesqueletos [ 1 ] Un exoesqueleto es un dispositivo portátil que aumenta, permite, asiste o mejora el movimiento, la postura o la actividad fís...

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Ejemplos de diferentes tipos de exoesqueletos [ 1 ]

Un exoesqueleto es un dispositivo portátil que aumenta, permite, asiste o mejora el movimiento, la postura o la actividad física mediante la interacción mecánica con el cuerpo del usuario y la fuerza aplicada a este. [ 2 ]

Otros nombres comunes para un exoesqueleto portátil incluyen exo, tecnología exo, exoesqueleto de asistencia y exoesqueleto de aumento humano. El término exotraje se usa a veces, pero generalmente se refiere específicamente a un subconjunto de exoesqueletos compuestos principalmente de materiales blandos. [ 3 ] El término robot portátil también se usa a veces para referirse a un exoesqueleto, y este abarca un subconjunto de exoesqueletos; sin embargo, no todos los exoesqueletos son de naturaleza robótica. De manera similar, algunos, pero no todos, los exoesqueletos pueden clasificarse como dispositivos biónicos .

Los exoesqueletos también están relacionados con las ortesis (también llamadas ortesis ). Las ortesis son dispositivos como aparatos ortopédicos y férulas que brindan soporte físico a una parte del cuerpo lesionada, como una mano, un brazo, una pierna o un pie. La definición de exoesqueleto y la de ortesis se superponen parcialmente, pero no existe un consenso formal y hay cierta ambigüedad en la clasificación de los diferentes dispositivos. Algunas ortesis, como las motorizadas, generalmente se consideran exoesqueletos. Sin embargo, las ortesis simples, como los corsés o férulas lumbares, generalmente no se consideran exoesqueletos. En el caso de algunas ortesis, los expertos en la materia tienen opiniones divergentes sobre si son exoesqueletos o no.

Los exoesqueletos están relacionados con las prótesis, pero son distintos de ellas . Las prótesis son dispositivos que reemplazan partes biológicas del cuerpo que faltan, como un brazo o una pierna. En cambio, los exoesqueletos asisten o mejoran las partes biológicas del cuerpo que ya existen.

Los dispositivos o prendas de vestir que ejercen una fuerza mínima o insignificante sobre el cuerpo del usuario no se consideran exoesqueletos. Por ejemplo, la ropa y las prendas de compresión no se clasificarían como exoesqueletos, al igual que los relojes de pulsera o los dispositivos portátiles que vibran. Las categorías bien establecidas y preexistentes, como los zapatos o el calzado, generalmente no se consideran exoesqueletos; sin embargo, existen zonas grises y pueden desarrollarse nuevos dispositivos que abarquen varias categorías o sean difíciles de clasificar.

Propósitos

Los exoesqueletos pueden tener diversos propósitos relacionados con usos médicos, laborales o recreativos, y con frecuencia se clasifican según su campo general de uso.

Médico

Ejemplos de exoesqueletos médicos para miembros superiores [ 4 ]

Los exoesqueletos médicos suelen tener uno o más propósitos, [ 5 ] tales como:

  • Para ayudar en el movimiento o la postura de una persona con discapacidad física o discapacidad neuromotora.
  • Rehabilitar a una persona después de una lesión o trastorno.
Ejemplos de exoesqueletos médicos para miembros inferiores, tanto dispositivos con cable como sin cable [ 6 ].

Los exoesqueletos médicos se han diseñado para ayudar a personas con ciertos tipos de discapacidades físicas o deficiencias neurológicas, como accidentes cerebrovasculares, lesiones de la médula espinal, parálisis cerebral o pérdida de extremidades. [ 7 ] Estos exoesqueletos pueden tener diversos propósitos específicos, como ayudar al equilibrio, [ 8 ] la deambulación, [ 9 ] el alcance, [ 10 ] el agarre, [ 11 ] la coordinación, [ 12 ] u otros movimientos funcionales. [ 13 ] [ 14 ] Para la rehabilitación, un exoesqueleto puede usarse solo temporalmente durante un período limitado de recuperación, después del cual es posible que ya no necesiten el dispositivo. [ 9 ] Un exoesqueleto de rehabilitación puede diseñarse para ayudar a una persona con limitaciones de movimiento, por ejemplo, para ayudar a estabilizar el movimiento o suprimir los temblores. [ 15 ] Alternativamente, un exoesqueleto puede diseñarse para resistir el movimiento para mejorar el entrenamiento físico o para ayudar a restaurar la fuerza. [ 16 ] En este caso, el exoesqueleto ofrece resistencia al usuario a corto plazo para ayudarle a recuperar fuerza o capacidades a largo plazo. En ambos casos, los exoesqueletos pueden utilizarse para mejorar el proceso de rehabilitación aumentando la dosis terapéutica (p. ej., mediante un mayor número de repeticiones o dificultad), limitando los ejercicios a movimientos específicos, reduciendo el número de profesionales clínicos necesarios o el esfuerzo clínico requerido para proporcionar la terapia, o proporcionando una evaluación del rendimiento mediante sensores integrados. Para la asistencia, un exoesqueleto puede utilizarse de forma crónica, intermitente o solo temporalmente. La asistencia con exoesqueletos también puede combinarse con otras tecnologías o modalidades, como la estimulación eléctrica funcional (FES) [ 17 ] o la estimulación eléctrica epidural (EES). [ 18 ]

Ocupacional

Ejemplos de diferentes tipos de exoesqueletos ocupacionales, que muestran (A) un exoesqueleto de mano suave y motorizado utilizado por un trabajador de fabricación para aliviar la tensión al agarrar herramientas, (B) un exoesqueleto de espalda suave y pasivo utilizado por un trabajador de almacén para reducir los riesgos de lesiones y la fatiga, (C) un exoesqueleto de brazo rígido y pasivo utilizado por un trabajador de la construcción para reducir la tensión y la fatiga del hombro durante el trabajo por encima de la cabeza, y (D) un exoesqueleto de tronco rígido y motorizado utilizado por un trabajador de la salud para apoyar su postura corporal y reducir la tensión de la espalda al mover pacientes [ 19 ].

Los exoesqueletos ocupacionales se han desarrollado e implementado principalmente con el propósito de reducir las lesiones y la fatiga en el lugar de trabajo. [ 20 ] Sin embargo, los exoesqueletos ocupacionales pueden tener diversos propósitos relacionados con la mejora de la seguridad o las operaciones en el lugar de trabajo. [ 21 ] Los propósitos más comunes son:

  • Para reducir el riesgo de lesiones, como trastornos musculoesqueléticos debidos a sobreesfuerzo o posturas prolongadas [ 22 ] [ 23 ]
  • Para aumentar el rendimiento de los trabajadores (por ejemplo, productividad, calidad, resistencia) o la eficiencia operativa [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
  • Para reducir la rotación de trabajadores o mejorar la captación de nuevos trabajadores mediante la mejora del bienestar de los trabajadores [ 28 ] [ 29 ]

Los exoesqueletos militares suelen considerarse una subcategoría de los exoesqueletos ocupacionales. El término exoesqueleto militar se refiere a los exoesqueletos que se utilizan para ayudar a los miembros del servicio militar a desempeñar sus funciones. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] Algunos trabajos militares son similares o idénticos a los trabajos civiles equivalentes. Por ejemplo, un mecánico militar o un trabajador de logística puede experimentar exigencias físicas similares a las de un mecánico o trabajador de logística civil. Sin embargo, otros trabajos son exclusivos del servicio militar, como por ejemplo, los de los miembros de la tripulación de tanques o artillería. Las exigencias físicas asociadas con el chaleco antibalas y el transporte de carga también suelen ser elevadas y únicas para los trabajos militares en comparación con los civiles. Por estas razones, se han desarrollado algunos exoesqueletos militares para abordar trabajos, entornos y desafíos específicos del ámbito militar. [ 33 ] [ 34 ]

Recreativo

Los exoesqueletos recreativos tienen como objetivo ayudar a las personas a realizar o disfrutar de actividades recreativas, como caminar, hacer senderismo, esquiar o practicar deportes. [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] En este contexto, un exoesqueleto puede ayudar a una persona a realizar una actividad recreativa durante más tiempo, a realizarla mejor, a realizarla con menos esfuerzo, dolor o fatiga, o a realizar una actividad recreativa que de otro modo no podría realizar sin la asistencia y el apoyo del exoesqueleto. Un objetivo común de los exoesqueletos recreativos está relacionado con el envejecimiento saludable, [ 38 ] es decir, empoderar a las personas a medida que envejecen y experimentan un declive físico natural para que se mantengan físicamente activas y participen en actividades que disfrutan. En algunos casos, los exoesqueletos recreativos pueden diseñarse para resistir el movimiento con el fin de aumentar el entrenamiento de fuerza muscular al hacer que el movimiento sea más desafiante. Los exoesqueletos recreativos también se conocen a veces como exoesqueletos deportivos o exoesqueletos de consumo. Sin embargo, algunos exoesqueletos médicos y ocupacionales pueden tener usos en entornos no profesionales y de consumo, por lo que estas categorías pueden difuminarse y algunos dispositivos pueden encajar en varias categorías de exoesqueletos. Los exoesqueletos recreativos son una categoría más reciente (en comparación con los exoesqueletos médicos y ocupacionales) y su propósito y alcance pueden seguir evolucionando con el tiempo.

Otro

También se han diseñado exoesqueletos para otros fines. Algunos se diseñan principalmente para investigación o fines educativos, y se denominan exoesqueletos de investigación [ 39 ] [ 40 ] y exoesqueletos educativos [ 41 ] , respectivamente. Los exoesqueletos para asistencia o entrenamiento muscular en el espacio se denominan exoesqueletos espaciales [ 42 ] . Si bien estos son algo similares a ciertos exoesqueletos médicos u ocupacionales, no se superponen completamente. En algunos casos, un exoesqueleto determinado puede encajar en varias categorías. Al ser una tecnología emergente, las categorías de exoesqueletos no están definidas de forma rígida. Con el tiempo, se añaden y perfeccionan gradualmente nuevas categorías o subcategorías de exoesqueletos.

Categorías

Ejemplo de cómo los investigadores han categorizado los exoesqueletos según diversas características [ 43 ].

Más allá de clasificarlos según su propósito general o campo de uso, existen diversas maneras de categorizar o subcategorizar los exoesqueletos. Existen exoesqueletos que brindan soporte a diferentes partes del cuerpo y realizan distintas tareas, y estos varían ampliamente en cuanto a su tamaño, diseño, control, complejidad, costo, estructura, función y facilidad de transporte.

Por partes del cuerpo o tareas

Los exoesqueletos se han desarrollado para asistir a una amplia variedad de partes del cuerpo y tareas, [ 43 ] [ 44 ] y a menudo se clasifican según estas. Sin embargo, a diferencia de muchas películas de Hollywood, los exoesqueletos reales no están diseñados para realizar todas las tareas ni para brindar soporte a todas las partes del cuerpo. En general, los exoesqueletos se asemejan más a herramientas portátiles, cada una diseñada para cumplir un propósito específico, como asistir a un subconjunto de partes del cuerpo durante un subconjunto de tareas. Por lo tanto, existe una amplia variedad de exoesqueletos (herramientas) para brindar soporte a diferentes tipos de tareas y partes del cuerpo para diferentes tipos de usuarios, casos de uso y entornos.

Hay exoesqueletos que asisten a una o más de las siguientes partes del cuerpo: cuello, hombros, codos, muñecas, manos, dedos, espalda, caderas, rodillas, tobillos y pies. [ 43 ] [ 44 ] A veces, en lugar de especificar partes del cuerpo, se utilizan términos más generales como parte superior del cuerpo, parte inferior del cuerpo o cuerpo completo para describir un exoesqueleto. Hay exoesqueletos diseñados para ayudar en tareas o actividades como caminar, correr, saltar, estar de pie, pasar de estar sentado a estar de pie, subir/bajar escaleras, agacharse, levantar, arrodillarse, sostener herramientas, manipular objetos, mantener la postura, trabajar por encima de la cabeza, cargar, agarrar, mantener el equilibrio, lanzar y esquiar. Esta lista no es exhaustiva y continuamente se desarrollan nuevos exoesqueletos para dar soporte a nuevas aplicaciones.

Por estructura

Ejemplo de un exoesqueleto blando y un exoesqueleto rígido, con diagramas de fuerza biomecánica que muestran cómo funciona cada tipo de dispositivo para reducir la carga en la espalda del usuario [ 3 ].

La estructura se refiere a si la construcción general de un exoesqueleto es más rígida (es decir, dura, rígida) o más blanda (es decir, flexible, adaptable). [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] Los exoesqueletos con marcos duros o compuestos principalmente de estructuras rígidas (por ejemplo, metal, plástico) se denominan generalmente exoesqueletos rígidos o exoesqueletos tradicionales. Los exoesqueletos hechos principalmente de estructuras blandas (por ejemplo, textiles, elastómeros) se denominan generalmente exoesqueletos blandos, también llamados exotrajes, exo-trajes o exoesqueletos de carcasa blanda. [ 49 ] Los exotrajes blandos surgieron como una forma de tratar de superar algunos desafíos prácticos asociados con los exoesqueletos rígidos que son engorrosos, causan incomodidad o interfieren con la libertad de movimiento. [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] El término híbrido (blando-rígido) se usa ocasionalmente para dispositivos que contienen secciones sustanciales compuestas principalmente de estructuras rígidas y secciones sustanciales separadas hechas principalmente de estructuras blandas. [ 53 ] Sin embargo, el término híbrido se usa generalmente con moderación porque, en realidad, todos los exoesqueletos comprenden componentes tanto rígidos como blandos. No obstante, por simplicidad y para fines comunicativos, es común agrupar los exoesqueletos en estas categorías estructurales de rígido o blando. Estas son categorías coloquiales, no definidas formalmente.

Por función (accionamiento)

La función (o tipo de actuación) se refiere a cómo un exoesqueleto genera la fuerza mecánica que ejerce sobre el usuario. Si bien todos los exoesqueletos asisten o complementan el movimiento humano, lo logran de diferentes maneras, de forma similar a como los motores eléctricos y los de gasolina impulsan un automóvil, pero funcionan (actúan) de manera diferente. Los exoesqueletos pueden activarse mediante medios motorizados o pasivos. [ 54 ]

Los exoesqueletos que generan fuerza de asistencia mediante un motor eléctrico u otros actuadores motorizados (por ejemplo, actuadores hidráulicos, neumáticos o motores) se denominan generalmente exoesqueletos motorizados, también llamados exoesqueletos activos o motorizados. Los exoesqueletos que generan fuerza de asistencia mediante un resorte, material elástico, amortiguador u otro mecanismo no motorizado se denominan generalmente exoesqueletos pasivos, también llamados exoesqueletos elásticos o no motorizados. 

Cada tipo de exoesqueleto tiene diferentes pros y contras. Los exoesqueletos motorizados pueden proporcionar una gama más amplia de perfiles de asistencia más allá de los comportamientos tipo resorte, [ 55 ] lo que puede ser particularmente útil para ciertas poblaciones como las personas con parálisis [ 56 ] y para ciertas tareas como empujar en una dirección. [ 33 ] Sin embargo, los exoesqueletos motorizados tienen una duración de batería limitada y también tienden a ser más pesados, más caros y proporcionan asistencia retardada debido a los desafíos asociados con el control y el reconocimiento de la intención. [ 57 ] [ 58 ] Los exoesqueletos pasivos tienden a ser más ligeros, menos costosos y menos restrictivos para el movimiento, y no requieren recarga ni reabastecimiento de combustible; sin embargo, solo pueden proporcionar un subconjunto de perfiles de asistencia basados ​​en el almacenamiento y retorno de energía elástica .

El término cuasi-pasivo se utiliza a veces para referirse a un exoesqueleto pasivo con un resorte o elemento elástico controlado por un embrague, que permite al exoesqueleto ajustar los niveles de asistencia, activar o desactivar la asistencia del resorte o ajustar el punto de ajuste del resorte. [ 59 ] Algunas personas consideran que los exoesqueletos cuasi-pasivos son una subcategoría de los exoesqueletos pasivos, mientras que otras los consideran una categoría aparte junto con los pasivos y los motorizados. Esto ejemplifica por qué la función debería pensarse como un continuo, pero para simplificar y facilitar la comunicación, a menudo se utiliza un número reducido de categorías funcionales. 

El término híbrido (motorizado-pasivo) también se utiliza ocasionalmente para dispositivos que contienen un subconjunto de articulaciones motorizadas y un subconjunto separado de articulaciones elásticas. [ 60 ] El término híbrido también puede referirse a dispositivos que utilizan actuación motorizada para ciertos movimientos (por ejemplo, realizar trabajo mecánico positivo) y mecanismos pasivos para otros movimientos (por ejemplo, absorber trabajo negativo), de forma similar al frenado regenerativo en los automóviles. Independientemente de la estrategia de actuación precisa, biomecánicamente, todos los tipos de exoesqueletos funcionan de manera similar al generar fuerza o torque mecánico en el cuerpo del usuario de forma que se reduce la carga mecánica y las exigencias físicas sobre el sistema musculoesquelético del usuario.

Por portabilidad

La transportabilidad, o portabilidad, se refiere a si un exoesqueleto está sujeto al entorno de manera que solo se puede usar dentro de un espacio limitado, o si es completamente transportable y móvil. Los exoesqueletos que se pueden usar y llevar a cualquier lugar se denominan exoesqueletos portátiles, o también se llaman autónomos o sin sujeción. [ 61 ] Los exoesqueletos sujetos o fijados al entorno se denominan exoesqueletos con sujeción, estacionarios o fijos. [ 61 ] Por ejemplo, un exoesqueleto con sujeción puede tener su actuador o fuente de alimentación ubicados fuera de la plataforma, como sentado en el suelo. Alternativamente, la conexión con sujeción podría proporcionar estabilización. Los exoesqueletos con sujeción son comunes, por ejemplo, en el diseño de exoesqueletos médicos destinados a ser utilizados en una clínica u hospital, y pueden usarse junto con pedales motorizados o una cinta de correr. [ 62 ] [ 63 ] La transportabilidad es un continuo; por ejemplo, un exoesqueleto con cable puede tener componentes ubicados en un carro móvil, de modo que sea parcialmente, pero no totalmente, portátil.

Por diseño y control

Los exoesqueletos también se pueden clasificar según diversos aspectos técnicos. Un ejemplo son los exoesqueletos clasificados según el nivel de asistencia que proporcionan. Algunos exoesqueletos están diseñados para proporcionar una asistencia leve, mientras que otros proporcionan asistencia moderada, grande o completa para un movimiento o tarea determinados. Un exoesqueleto autoequilibrado [ 64 ] que mueve las extremidades de una persona con parálisis es un ejemplo de un dispositivo que podría proporcionar asistencia completa. Otro ejemplo son los exoesqueletos clasificados según su tipo de entrada de control, por ejemplo, basada en entrada manual (p. ej., mediante un interruptor, joystick o tableta), entrada de voz, control de la actividad muscular, detección de fuerza o detección de movimiento. [ 65 ] Otro ejemplo son los exoesqueletos clasificados según su tipo de estrategia de control. Los controladores de exoesqueletos motorizados pueden basarse en el control de par, el control de posición, el control de impedancia u otros enfoques de control de ingeniería. [ 66 ]

Por otras características

Los exoesqueletos también pueden clasificarse por otras características. Por ejemplo, pueden clasificarse por su costo. [ 67 ] Una idea errónea común sobre los exoesqueletos es que son muy caros, pero en realidad, los exoesqueletos abarcan varios órdenes de magnitud en precio [ 67 ] debido a la gran variabilidad en el tamaño, la complejidad y los propósitos de los diferentes dispositivos. Los exoesqueletos suelen tener un precio que va desde cientos de dólares (USD) hasta cientos de miles de dólares. Otro ejemplo es que los exoesqueletos pueden clasificarse por geografía, en términos de disponibilidad o lugar de fabricación. [ 44 ] La disponibilidad de exoesqueletos varía según la región, al igual que los automóviles, donde el mismo modelo o marca puede no estar disponible en todo el mundo. Las aprobaciones regulatorias, las redes de distribución y la demanda del mercado influyen en qué exoesqueletos están disponibles en diferentes regiones. Existen muchas otras formas de clasificar los exoesqueletos, como por ejemplo por su peso, su grado de modularidad o las diferentes zonas del cuerpo del usuario que cubre el exoesqueleto.

Limitaciones de la categorización

Un error común al categorizar los exoesqueletos es asumir que un tipo o subconjunto de características es inherentemente mejor o peor que otro. Sin embargo, existen beneficios, limitaciones y compensaciones asociadas con cada una de estas características. [ 21 ] [ 19 ] Conocer las características del dispositivo por sí solo es insuficiente para saber si un exoesqueleto es más asistido, cómodo o efectivo que otro. La eficacia y la idoneidad de un exoesqueleto específico dependen de muchos aspectos del diseño, así como del usuario y el caso de uso . [ 29 ] [ 68 ] [ 69 ] Hay casos de uso y escenarios donde diferentes tipos de características son más o menos deseables. Para evitar dudas, existen exoesqueletos que pueden mejorar o asistir eficazmente el movimiento en todo el espectro de estructuras (rígidas a blandas), funciones (propulsadas a pasivas), niveles de transportabilidad (portátiles a atadas) y otras características.

Desafíos de diseño y consideraciones de implementación

El diseño de exoesqueletos requiere experiencia y perspectivas interdisciplinarias, incluyendo ingeniería (para partes mecánicas y control), diseño de prendas (para prendas blandas y comodidad), factores humanos (para seguridad y ergonomía) y psicología (para estética y aceptación del usuario). [ 19 ] Debido a que los exoesqueletos son portátiles —y, por lo tanto, no pueden ser demasiado pesados, voluminosos o restrictivos—, existen muchas compensaciones y consideraciones que deben equilibrarse en el proceso de diseño. Asimismo, el despliegue exitoso de exoesqueletos requiere una implementación adecuada, incluyendo el ajuste del dispositivo, la capacitación y el mantenimiento. Cuando las organizaciones implementan exoesqueletos a gran escala, existen aspectos adicionales de la implementación que deben anticiparse y planificarse, relacionados con la adecuación a las tareas, el ajuste a una fuerza laboral diversa, la comunicación con las partes interesadas, el soporte continuo, la supervisión, el almacenamiento, la limpieza, la rotación y la gestión del cambio. Las deficiencias en el diseño, la usabilidad o la implementación de dispositivos portátiles (incluidos los exoesqueletos) pueden resultar en el rechazo o el abandono de la tecnología por parte del usuario.

A continuación se resumen algunas de las consideraciones y desafíos comunes a los que se enfrentan los desarrolladores e implementadores de exoesqueletos. Estos temas son ejemplos, no exhaustivos.

Comodidad

Aunque los exoesqueletos se definen por su capacidad para ayudar al movimiento o la postura, una de las claves para su uso y adopción es que los dispositivos sean suficientemente cómodos. La evidencia convergente de estudios de investigación académica y estudios de campo de la industria destaca la importancia de la comodidad física, [ 70 ] [ 71 ] [ 52 ] la comodidad térmica , [ 72 ] [ 73 ] y la comodidad psicológica. [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ] Un exoesqueleto que aplica fuerzas sobre el usuario que son demasiado altas, causa rozaduras o crea puntos de presión puede resultar incómodo para los usuarios. Una razón de la incomodidad física puede ser que un exoesqueleto no sea del tamaño adecuado, o que no esté diseñado para adaptarse a un usuario en particular o a un rango suficiente de tamaños y formas corporales de usuarios. Un exoesqueleto que atrapa demasiado calor, impide un flujo de aire adecuado o inhibe la evaporación del sudor también puede causar incomodidad térmica. Si solo una persona (o un número muy reducido) utiliza un exoesqueleto, en algunos casos esto puede provocar ansiedad social o malestar psicosocial. El ruido que genera también puede contribuir al malestar psicosocial en ciertos entornos. Cualquiera de estos problemas de comodidad o ajuste puede llevar al rechazo o abandono del exoesqueleto por parte de los usuarios. Por este motivo, la comodidad y el ajuste del exoesqueleto se han convertido en prioridades fundamentales tanto en su diseño como en su integración en la sociedad y la vida cotidiana. En el caso de los exoesqueletos ocupacionales y médicos, en particular, los programas de implementación que incluyen formación adecuada, ajuste y comprobaciones de comodidad son esenciales para lograr la aceptación del usuario y una adopción exitosa a largo plazo.

Adaptar

Los exoesqueletos deben diseñarse para adaptarse a la amplia gama de tamaños físicos para acomodar a diferentes hombres y mujeres en términos de altura, peso y forma. Esto es particularmente importante dada la historia de los equipos de protección personal donde el equipo a menudo no se ha diseñado para adaptarse a las mujeres tan bien como se adapta a los hombres. [ 77 ] [ 78 ] El ajuste físico a veces se subdivide aún más en ajuste estático y ajuste dinámico. [ 79 ] El ajuste estático se refiere a la alineación entre las características antropométricas humanas y el exoesqueleto. [ 79 ] El ajuste dinámico se refiere a qué tan bien el humano y el exoesqueleto se mueven e interactúan entre sí, con un enfoque en la alineación y coordinación relativas entre el humano y el dispositivo. [ 79 ] Un exoesqueleto puede ajustarse cómodamente durante la postura estática de pie, pero si restringe o interfiere con el movimiento debido a su diseño o control, entonces se diría que tiene un ajuste dinámico deficiente. La adaptación cognitiva también puede ser importante, en referencia a la capacidad del usuario para conservar capacidades cognitivas críticas (por ejemplo, procesamiento de información humana, función ejecutiva y selección motora) mientras usa un exoesqueleto. [ 79 ] También puede haber otros tipos de consideraciones de adaptación, como la adaptación psicosocial, que se refiere a si una persona se siente cómoda al ser vista usando un exoesqueleto en su entorno diario o laboral.

Potencia y accionamiento

Para los exoesqueletos motorizados que no están atados, el tamaño, el peso y el tipo de la fuente de alimentación y los actuadores son consideraciones importantes. Por ejemplo, los paquetes de baterías grandes pueden proporcionar más energía eléctrica, pero son pesados ​​y voluminosos para transportar. Los paquetes de baterías más pequeños son más ligeros, pero requieren reemplazo o recarga frecuentes. [ 80 ] Las baterías también pueden correr el riesgo de explotar debido a una fuga térmica , [ 81 ] por lo que también se pueden considerar otras fuentes de energía en el diseño del exoesqueleto . Los motores de combustión interna ofrecen una alta producción de energía, pero los problemas incluyen gases de escape, calor residual y la incapacidad de modular la potencia suavemente, [ 82 ] así como la necesidad periódica de reponer combustibles volátiles . Las celdas de hidrógeno se han utilizado en algunos prototipos de exoesqueletos, [ 83 ] pero también sufren varios problemas de seguridad. [ 84 ] Los actuadores también enfrentan los desafíos de ser ligeros, pero potentes. La elección del actuador motorizado (por ejemplo, servomotor, hidráulico, neumático) también influye en el tamaño y el peso del diseño del exoesqueleto, la eficiencia de la transmisión mecánica, la fuente de alimentación y el ruido que produce el exoesqueleto.

Control

Controlar exoesqueletos para que se muevan en coordinación con un usuario humano es una tarea engañosamente difícil, y todavía se considera un gran desafío en el campo de los exoesqueletos. [ 85 ] El control de exoesqueletos implica sensores, algoritmos y actuadores que deben trabajar juntos para interpretar la intención del usuario del exoesqueleto y luego responder para asistir su movimiento o apartarse para evitar interferir con el movimiento. Se han explorado muchos enfoques de control diferentes. Por ejemplo, se han desarrollado algoritmos de control de exoesqueletos basados ​​en sistemas de control basados ​​en estados o utilizando otros algoritmos de control inteligentes, a menudo basados ​​en inteligencia artificial , aprendizaje automático o aprendizaje profundo . [ 86 ] A menudo, el objetivo de los exoesqueletos es adaptarse a la marcha, postura, movimiento, entorno o terreno del usuario. Estos algoritmos analizan datos de sensores y buscan ajustar la asistencia del exoesqueleto en tiempo real. Sin embargo, sigue siendo difícil diseñar exoesqueletos que se muevan al unísono con el usuario de una manera que sea útil, segura, no interfiera con el movimiento, no cometa muchos errores y responda con la suficiente rapidez y fluidez como para no molestar (ni poner en peligro) a la persona que lleva el dispositivo. [ 66 ] [ 19 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] Se deben considerar varios factores de diseño de exoesqueletos y experiencia del usuario al seleccionar e integrar los componentes de un sistema de control y desarrollar algoritmos de control.

Materiales

La selección de materiales representa un desafío para el diseño de exoesqueletos, ya que el objetivo general es que estos dispositivos portátiles sean resistentes y duraderos, además de ligeros, económicos y seguros para su uso en diferentes entornos. Los investigadores se han centrado en el desarrollo de materiales avanzados que logren un equilibrio entre flexibilidad, durabilidad y resistencia . Se han explorado materiales inteligentes , como aleaciones con memoria de forma , polímeros flexibles y compuestos ligeros, para crear componentes blandos de exoesqueletos. La selección e integración adecuadas de los materiales son fundamentales para que un exoesqueleto se adapte al cuerpo del usuario y logre un ajuste cómodo, a la vez que proporciona el soporte y la asistencia necesarios. [ 90 ]

Otras consideraciones

En el diseño de exoesqueletos, deben considerarse diversos factores, como la estética, el coste, la seguridad, la practicidad, la usabilidad, el peso, el volumen, la libertad de movimiento, la durabilidad, la facilidad de fabricación, la limpieza, el mantenimiento, el entrenamiento, la escalabilidad, las ideas preconcebidas de los usuarios y los aspectos financieros. En definitiva, los diseñadores de exoesqueletos se enfrentan al reto de equilibrar decenas de factores y compensaciones para desarrollar una tecnología portátil que sea eficaz, aceptable y viable para un grupo específico de usuarios.

Representaciones ficticias

Los exoesqueletos han sido representados en muchas películas, series de televisión, libros de ciencia ficción y cómics. Sin embargo, la mayoría de los exoesqueletos de la vida real difieren drásticamente de las imágenes y representaciones en la cultura popular. La novela de ciencia ficción Starship Troopers de Robert A. Heinlein (1959) a veces se le atribuye la introducción del concepto de armadura militar futurista. Otros ejemplos de exoesqueletos ficticios incluyen el traje de Iron Man de Tony Stark , el exoesqueleto robótico utilizado por Ellen Ripley para luchar contra la reina Xenomorfa en Aliens , en Warhammer 40,000 los Marines Espaciales , entre otras facciones, son conocidos por usar diferentes tipos de armadura de poder, [ 91 ] la armadura de poder utilizada en la franquicia de videojuegos Fallout y el exoesqueleto de STALKER [ 92 ] [ 93 ] [ 94 ] En algunos casos, estas representaciones han servido de inspiración para diseñadores e inventores de exoesqueletos. Sin embargo, las representaciones en la cultura popular también han generado considerable confusión, mitos y expectativas exageradas entre el público, ya que muchas personas asocian los exoesqueletos con los dispositivos de fantasía que encuentran en la cultura popular y es posible que no hayan visto ni tenido contacto con exoesqueletos reales. En un artículo aparte titulado « Lista de películas con exoesqueletos motorizados » se incluye una lista de estas referencias en la cultura popular .

Historia por siglos

Finales del siglo XIX y principios del XX

Los dispositivos portátiles que se ajustan a la definición moderna de exoesqueleto se desarrollaron entre mediados y finales del siglo XIX y principios del XX. Sin embargo, en aquel entonces, el término exoesqueleto no era común y la categoría de exoesqueleto no estaba bien definida. Por lo tanto, muchos de los dispositivos predecesores similares a los exoesqueletos se denominaban con nombres como soportes, ortesis, podómetros o aparatos. Estos incluían dispositivos para ayudar con la postura, la movilidad (por ejemplo, caminar, correr, saltar), el trabajo físico (por ejemplo, agacharse, levantar objetos, sentarse, palear, manipular herramientas) y diversas partes del cuerpo (por ejemplo, piernas, espalda, brazos). Estos primeros dispositivos similares a los exoesqueletos abarcaban una amplia gama de estructuras y funciones, incluyendo exoesqueletos rígidos y blandos, y exoesqueletos pasivos (elásticos) y motorizados (activos). Sin embargo, según los escasos registros históricos, parece que la mayoría de estos dispositivos eran prototipos o conceptos, la mayoría no se comercializaron y ninguno alcanzó una amplia adopción.

Entre mediados del siglo XIX y la década de 1930 se desarrollaron diversos dispositivos tipo exoesqueleto para ayudar en posturas de flexión prolongadas y otras tareas agrícolas comunes. Estos incluían tanto dispositivos rígidos tipo exoesqueleto [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ] como dispositivos blandos tipo exoesqueleto [ 98 ] [ 99 ] . Algunos de estos dispositivos eran completamente corporales y funcionaban proporcionando fuerzas y pares de torsión de asistencia en paralelo con los músculos del usuario, mientras que otros ayudaban transmitiendo fuerzas al suelo, por ejemplo, durante la postura sentada [ 100 ] o al agacharse [ 101 ] . También existía una variedad de dispositivos tipo exoesqueleto para manipular herramientas, como rifles [ 102 ] , cañas de pescar [ 103 ] y paraguas [ 104 ] [ 105 ] .

Durante este mismo período, también existieron dispositivos similares a exoesqueletos diseñados para facilitar la marcha, la carrera u otras actividades locomotoras. Estos incluían dispositivos rígidos y blandos, así como dispositivos pasivos (elásticos) y motorizados (activos). Un ejemplo de un dispositivo pasivo rígido similar a un exoesqueleto fue un aparato desarrollado alrededor de 1890 por el ingeniero ruso Nicholas Yagin. [ 106 ] Este dispositivo consistía en resortes de arco conectados entre la cintura y los pies del usuario, y estaba destinado a utilizar el almacenamiento y retorno de energía elástica para ayudar a caminar, correr o saltar. [ 106 ] Yagin desarrolló varias otras invenciones relacionadas. [ 107 ] [ 108 ] [ 109 ] Un ejemplo de un dispositivo motorizado blando similar a un exoesqueleto fue un aparato desarrollado por el inventor estadounidense Leslie Kelley alrededor de 1917 para mejorar la carrera. [ 110 ] Este dispositivo consistía en una máquina de vapor (actuador motorizado) que se llevaba en una mochila y que asistía al usuario controlando y transmitiendo energía mecánica a cables (ligamentos artificiales) que corrían en paralelo con los músculos del usuario. Se desarrollaron otros dispositivos similares a exoesqueletos para facilitar la locomoción [ 111 ] o ayudar a personas con discapacidades físicas. [ 112 ] [ 113 ]

Mediados del siglo XX

Boceto conceptual del Hardiman I, que fue construido pero nunca utilizado por humanos debido a su movimiento "violento e incontrolable".

Durante la segunda mitad del siglo XX, se siguieron desarrollando dispositivos similares a exoesqueletos. Esto marcó un periodo de exploración de las posibilidades y los desafíos de las tecnologías de asistencia portátiles para la mejora y la rehabilitación humanas. Este periodo también vio surgir uno de los primeros casos de éxito en el campo de los exoesqueletos: los estabilizadores de cámara portátiles. Sin embargo, se trataba de una solución de nicho y, dado que en aquel entonces no existía un mercado más amplio de exoesqueletos, esta tecnología se desarrolló y consolidó como una categoría propia. Incluso hoy en día, los estabilizadores de cámara se consideran generalmente una categoría aparte y no se incluyen dentro de la definición de exoesqueletos.

En 1951, el Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de los Estados Unidos (BRL) inició un estudio sobre exoesqueletos motorizados para ayudar a los soldados, y en 1963, el investigador del BRL, S. Zaroodny, publicó un informe [ 114 ] donde propuso un diseño para un exoesqueleto motorizado y evaluó un prototipo de dispositivo neumático. Aunque el proyecto no se desarrolló más, el informe analizó sistemáticamente los desafíos de ingeniería que implica la creación de un exoesqueleto para mejorar el rendimiento humano. [ 115 ]

En la década de 1960, otro exoesqueleto llamado Hardiman ganó notoriedad debido a su nivel de sofisticación, aunque no se comercializó. Fue codesarrollado por General Electric y las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos . Este exoesqueleto funcionaba con sistemas hidráulicos y eléctricos y amplificaba la fuerza del usuario en un factor de 25, de modo que levantar 110 kilogramos (240  lb) se sentiría como levantar 4,5 kilogramos (10  lb). Una función llamada retroalimentación de fuerza permitía al usuario sentir las fuerzas y los objetos que se manipulaban. Sin embargo, el Hardiman tenía limitaciones importantes, incluido su  peso de 680 kilogramos (1500 lb). [ 116 ] El Hardiman fue diseñado como un sistema maestro-esclavo que consistía en un conjunto de exoesqueletos superpuestos: el dispositivo esclavo (exoesqueleto exterior) seguía los movimientos del dispositivo maestro (exoesqueleto interior), que seguía el movimiento del operador humano. [ 117 ] El tiempo de respuesta del traje esclavo era lento, y los problemas de control causaban "movimientos violentos e incontrolables de la máquina" al mover ambas piernas simultáneamente. La lenta velocidad de marcha de Hardiman de 0,76 metros por segundo (2,5  pies/s) limitaba aún más sus usos prácticos. [ 118 ]

Durante este tiempo, también se desarrollaron otros exoesqueletos, [ 119 ] que variaban ampliamente en diseño y características; sin embargo, estos también se destinaron principalmente a fines de investigación y demostración. Asimismo, se exploró el desarrollo y uso de exoesqueletos para poblaciones clínicas. Por ejemplo, en la década de 1970, Yugoslavia, por un equipo liderado por el Prof. Miomir Vukobratović, desarrolló dispositivos para miembros inferiores accionados neumáticamente y controlados electrónicamente para ayudar en la rehabilitación de personas con parálisis.

En la década de 1970, se desarrollaron y popularizaron los estabilizadores de cámara portátiles . Estos podrían considerarse un tipo de exoesqueleto para sujetar herramientas. Los estabilizadores de cámara portátiles funcionan biomecánicamente al redirigir parte o la totalidad del peso de la cámara hacia el tronco o la cintura del usuario. Esta distribución de la carga evita, y por lo tanto reduce, la carga musculoesquelética en los hombros y brazos del usuario. Los estabilizadores de cámara portátiles podrían considerarse uno de los primeros dispositivos tipo exoesqueleto que se adoptaron ampliamente en la sociedad y en una industria específica.

Finales del siglo XX

El desarrollo de exoesqueletos continuó durante las décadas de 1980 y 1990, con la creación de diversos dispositivos y la concepción de conceptos futuristas. Sin embargo, la mayoría de los exoesqueletos de esta época aún no eran productos comercializados, sino plataformas de prueba en desarrollo y prototipos exploratorios. Los exoesqueletos rígidos y motorizados fueron un foco principal durante este período, al igual que la exploración de capacidades robóticas y de control avanzadas. A continuación, se resumen algunos exoesqueletos notables y representativos de esta época.

En la década de 1980, los ingenieros del Laboratorio Nacional de Los Alamos propusieron un exoesqueleto futurista llamado Pitman, un traje de armadura exoesqueleto motorizado para la infantería militar. El diseño incluía sensores de escaneo cerebral en el casco, pero se consideró demasiado complejo y poco práctico. Nunca se construyó. Otro exoesqueleto de la década de 1980 fue el Lifesuit, [ 120 ] un dispositivo robótico de rehabilitación para ayudar a las personas con parálisis a realizar ejercicios terapéuticos destinados a ayudarlas a recuperar la movilidad y aprender a caminar. Se construyeron docenas de prototipos de Lifesuit a lo largo de varias décadas, lo que pone de manifiesto la naturaleza iterativa y evolutiva de la tecnología de exoesqueletos durante este período. Lifesuit era inicialmente un exoesqueleto con cable, pero posteriormente se desarrolló como un exoesqueleto portátil, que el inventor (una persona con parálisis) utilizó para caminar en carreras públicas. Sin embargo, el inventor también relató haber resultado herido (lacerado) por uno de los prototipos durante una prueba experimental de marcha. [ 120 ] Este incidente resalta la importancia de la seguridad, que fue un enfoque principal del diseño de exoesqueletos y las pruebas de validación durante las décadas siguientes.

Una breve historia parcial de los exoesqueletos robóticos (motorizados) de las extremidades inferiores [ 121 ] [ 122 ]

Durante esta época se concibieron y desarrollaron muchos otros exoesqueletos, [ 123 ] aprovechando los avances tecnológicos del momento para impulsar los aspectos técnicos y de ingeniería de los mismos. Sin embargo, a principios de siglo, su uso generalizado en la práctica aún estaba a décadas de distancia. Muchos de los desafíos relacionados con la experiencia del usuario, la usabilidad, la comodidad y la implementación en el mundo real aún no eran prioritarios y seguían sin resolverse. Estos se convirtieron en áreas clave para la mejora y el desarrollo en el siglo XXI.

Principios del siglo XXI

Desde el año 2000 hasta principios de la década de 2020, el campo de los exoesqueletos experimentó un cambio y una expansión significativos, con importantes avances en su diseño, implementación y adopción. Sin embargo, entre el público general persisten muchos mitos e ideas erróneas sobre los exoesqueletos modernos, en parte debido a cómo se han representado en el cine y la literatura de ciencia ficción.

A principios del siglo XXI, disminuyó el interés por los exoesqueletos robóticos de aumento corporal completo que alteran drásticamente el rendimiento humano, y surgió una creciente tendencia a diseñar exoesqueletos más pequeños y sencillos que sirvieran como herramientas portátiles para usos y necesidades específicas.

Entre 2000 y 2020, se desarrollaron varios exoesqueletos motorizados de alto perfil para todo el cuerpo (o todo el cuerpo inferior) con el fin de intentar aumentar significativamente la fuerza y ​​el rendimiento humanos. Estos incluyeron dispositivos como TALOS , SARCOS, [ 124 ] BLEEX y HULC . A pesar de algunas capacidades técnicas impresionantes, estos dispositivos tenían una serie de limitaciones importantes relacionadas con el tamaño, el costo, la complejidad, la usabilidad, el reconocimiento de la intención, el control y la interferencia del movimiento. [ 125 ] En última instancia, ninguno de estos exoesqueletos se comercializó. Sin embargo, varios exoesqueletos médicos motorizados para personas paralizadas o con otras discapacidades de movilidad se desarrollaron y comercializaron con éxito (por ejemplo, Rewalk , exoesqueleto Vanderbilt ), siendo RaWalk el primer dispositivo en recibir la aprobación de la FDA en 2014 [ 126 ] . ReWalk fue desarrollado por una empresa israelí que creó uno de los primeros exoesqueletos robóticos aprobados por la FDA para pacientes paralizados.

La mayoría de los exoesqueletos modernos (es decir, dispositivos desde aproximadamente 2020 en adelante) son más pequeños, más simples y más prácticos que sus predecesores, y difieren enormemente de las ideas preconcebidas de la mayoría de las personas sobre los exoesqueletos. El enfoque de diseño de los exoesqueletos durante esta era ya no estaba en maximizar la potencia, la fuerza, el aumento o las capacidades futuristas, sino en resolver problemas específicos, ser cómodos y prácticos de usar y aumentar la adopción por parte de los usuarios. [ 21 ] [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] Esto reflejó un reconocimiento general y una evidencia convergente dentro del campo de que si los exoesqueletos iban a ser adoptados más ampliamente, entonces aspectos como la comodidad, la facilidad de uso, el costo, la simplicidad y la practicidad iban a ser tan importantes, o más importantes, que aspectos como las especificaciones técnicas, los niveles de asistencia o las capacidades futuristas.

En muchos sentidos, el campo de los exoesqueletos modernos se ha desviado de las narrativas de Hollywood y las representaciones fantásticas de los exoesqueletos, y ha tomado una dirección diferente. [ 19 ] La gran mayoría de los exoesqueletos modernos se parecen más a herramientas que se pueden usar que a supertrajes o exoesqueletos de Hollywood (por ejemplo, Iron Man , Edge of Tomorrow ).

Estas herramientas portátiles ofrecen ciertas ventajas, pero solo para casos de uso limitados o específicos. Por ejemplo, si una persona sufre debilidad muscular en la pantorrilla tras un ictus, podría beneficiarse del uso de un exoesqueleto de tobillo. Si trabaja en altura en una línea de montaje, podría beneficiarse del uso de un exoesqueleto de hombro. Si manipula materiales en un almacén o centro de distribución, podría beneficiarse del uso de un exoesqueleto de espalda.

La mayoría de los exoesqueletos no están diseñados para usarse todo el día, todos los días, sino que, al igual que la mayoría de las herramientas, se utilizan para fines específicos y durante un conjunto determinado de tareas o actividades. Por lo tanto, la mayoría de los exoesqueletos modernos están diseñados para brindar soporte a un área específica del cuerpo o a un conjunto limitado de tareas, no para complementar todo el cuerpo ni para mejorar todos los movimientos o actividades.

Durante los primeros años del siglo XXI se observaron varias tendencias clave en el campo de los exoesqueletos. Los exoesqueletos motorizados se volvieron lo suficientemente ligeros y asequibles como para ser utilizados en algunos fines médicos, industriales y recreativos. Los exoesqueletos médicos demostraron suficiente seguridad para obtener la aprobación regulatoria (por ejemplo, la aprobación de la FDA [ 126 ] ) y suficientes beneficios para recibir el reembolso médico para usos específicos. [ 130 ] [ 131 ] Los exoesqueletos pasivos ganaron popularidad debido a que eran más ligeros, más asequibles y menos complejos que los motorizados. [ 54 ] Los exoesqueletos blandos ganaron popularidad debido a que eran más ligeros, menos voluminosos y menos restrictivos que los rígidos. [ 132 ] [ 133 ] Se prestó mayor atención a cómo implementar mejor los exoesqueletos en la sociedad, considerando aspectos como el ajuste del dispositivo, la capacitación, la educación de las partes interesadas, la aceptación social, el mantenimiento, la limpieza, las finanzas y la gestión del cambio. [ 1 ] [ 29 ] El uso de exoesqueletos en el mundo real creció significativamente, particularmente en entornos médicos y ocupacionales, desde un uso insignificante alrededor del año 2000 hasta un estimado de cientos de miles de exoesqueletos que se utilizan actualmente a nivel mundial a mediados de la década de 2020, [ 67 ] con la expectativa de que el uso de exoesqueletos crezca hasta alcanzar millones para la década de 2030. [ 67 ]

Una breve historia parcial de los exoesqueletos de miembros inferiores entre 2013 y 2020, destacando los exoesqueletos atados (azul) y no atados (rojo) que fueron estudiados y se encontró que mejoraban la economía de caminar y/o correr en comparación con no usar un exoesqueleto [ 61 ].

A principios del siglo XXI, la investigación sobre exoesqueletos creció significativamente [ 44 ] y estableció las bases científicas y clínicas relacionadas con la seguridad, los beneficios y la eficacia. Universidades y centros médicos de todo el mundo desempeñaron un papel fundamental en la investigación y el desarrollo fundamentales, seguidos de una tendencia hacia estudios a mayor escala y a largo plazo sobre exoesqueletos en la industria, las clínicas y la vida cotidiana. [ 134 ] Actualmente existe una considerable investigación académica e industrial, junto con evidencia científica y longitudinal que respalda los impactos de los exoesqueletos en la rehabilitación, la mejora del rendimiento y la reducción del riesgo de lesiones. [ 135 ] [ 136 ]

A principios del siglo XXI también se ha visto el surgimiento de nuevas categorías de exoesqueletos, por ejemplo, exoesqueletos recreativos, de investigación y educativos. [ 137 ] Aunque algunos de estos dispositivos se han conceptualizado desde hace mucho tiempo, solo recientemente han comenzado a entrar en el mercado comercial. [ 137 ] Los conceptos de exoesqueletos recreativos, por ejemplo, se remontan al menos al siglo XIX, pero no estuvieron disponibles comercialmente hasta principios del siglo XXI. A finales de la década de 2010, surgieron productos de exoesqueletos para esquiar para ayudar a las personas a disfrutar del esquí durante un período más prolongado o con menos esfuerzo para sus rodillas. [ 138 ] A principios de la década de 2020, también comenzaron a surgir productos de exoesqueletos para ayudar a caminar, correr o hacer senderismo. Algunos exoesqueletos recreativos se venden directamente a los consumidores, mientras que otros se venden a empresas como estaciones de esquí o parques de senderismo, y luego se ofrecen como opción de alquiler a los visitantes. A principios de 2025, muchos de estos exoesqueletos recreativos para facilitar la deambulación aún se encontraban en la fase previa al lanzamiento o eran productos que se habían introducido recientemente en el mercado comercial.

A partir de 2025, existen más de 100 productos de exoesqueletos en el mercado, que varían ampliamente en tamaño, complejidad, costo y otras características. [ 43 ] Sin embargo, debido a la entrada de nuevos productos al mercado y a la salida o sustitución de otros por modelos más recientes, resulta difícil determinar con precisión la cantidad de exoesqueletos disponibles. Estos diferentes exoesqueletos son desarrollados y fabricados por decenas de empresas en todo el mundo, desde startups hasta compañías consolidadas. Además, existe una creciente red de empresas especializadas en la distribución, reventa e implementación de exoesqueletos.

La mayoría de los exoesqueletos modernos se utilizan en aplicaciones médicas, recreativas u ocupacionales. Los exoesqueletos médicos modernos tienen diversos usos de asistencia y rehabilitación, y cuentan con aprobaciones regulatorias y códigos de reembolso de seguros en varios países. Los exoesqueletos recreativos modernos se han desarrollado para esquiar, caminar, hacer senderismo y correr. Los exoesqueletos ocupacionales modernos sirven de soporte para las piernas, la espalda, los brazos, las manos o el cuello, o para el manejo de herramientas, durante trabajos físicamente exigentes. Existe evidencia longitudinal y convergente de que, para ciertos trabajos, los exoesqueletos ocupacionales pueden reducir los trastornos musculoesqueléticos en el lugar de trabajo y mejorar el rendimiento y la productividad del trabajador. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] Sin embargo, a partir de 2025, los exoesqueletos todavía se consideran una tecnología emergente en el lugar de trabajo. [ 139 ] Los exoesqueletos ocupacionales se implementan como una herramienta portátil en el lugar de trabajo o como un control ergonómico para complementar los programas o intervenciones ergonómicas tradicionales. Como ocurre con cualquier tecnología emergente, los exoesqueletos han experimentado una combinación de éxitos y fracasos a principios del siglo XXI. Sin embargo, en general, el mercado de exoesqueletos está experimentando un crecimiento sólido y estos dispositivos se están volviendo gradualmente más visibles y comunes en la sociedad. [ 54 ] [ 67 ]

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

  • Zúñiga-Avilés, Luis Adrián; Cruz-Martínez, Giorgio Mackenzie (2024). Diseño de exoesqueletos (1ª  ed.). Boca Ratón: Prensa CRC. doi : 10.1201/9781003261995 . ISBN 9781003261995.
  • Vídeos, imágenes y artículos sobre el proyecto del exoesqueleto Bleex.
  • Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) - Proyecto Exo Arm
  • Wired, número 13.01, enero de 2005: " Ironmen ", la primera competición mundial de levantamiento de pesas con exoesqueletos.
  • Exoesqueleto humanoide militar SARCOS (YouTube)