ANN ARBOR, Michigan.— Un pie artificial que recicla la energía que, de otra manera, se desperdiciaría entre los pasos puede hacer que para los amputados sea más fácil el caminar, según dicen los científicos y técnicos que participan en el desarrollo de la prótesis.

“Lo que las personas con amputaciones experimentan cuando tratan de caminar normalmente es lo que yo experimentaría si tuviese que cargar con casi 15 kilogramos extra”, dijo Art Kuo, profesor en los departamentos de Ingeniería Biomédica, y de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Michigan.

En comparación con los pies prostéticos convencionales, el nuevo tipo de artefacto reduce significativamente la energía consumida por paso.

Un artículo acerca del artefacto se publicará en la edición del 17 de febrero de la revista PLoS ONE. Kuo creó la tecnología con Steven Collins, un ex alumno graduado de la UM que ahora es investigador asociado en la Universidad Delft de Tecnología en Holanda.

El paso humano al caminar desperdicia naturalmente energía en el momento en que cada pie toca el piso entre pasos.

Una prótesis típica no reproduce la fuerza que ejerce un tobillo vivo para empujar al pie levantándolo del piso. Como resultado, las personas sometidas a prueba gastaron 23 por ciento más energía al caminar con un pie prostético convencional, comparadas con las que caminan naturalmente. Para probar cómo los pasos con su artefacto se comparan con la caminata normal, los ingenieros condujeron sus experimentos con personas sin amputaciones que usaban una bota rígida y un simulador prostético.

En su pie que recicla energía los ingenieros pusieron a trabajar la energía desperdiciada realzando la fuerza del empuje del tobillo. Un microcontrolador en el pie le instruye para que capture la energía disipada, la almacene y la devuelva al sistema en el momento apropiado.

Sobre la base de mediciones de tasa metabólica, las personas sometidas a prueba gastaron 14 por ciento más energía al caminar en un pie artificial que recicla energía que al hacerlo caminando naturalmente. Esto representa una disminución significativa del 23 por ciento de energía adicional que usaron con el pie prostético convencional, dijo Kuo.

“Sabemos que hay un costo de energía en el uso de un pie artificial”, dijo Kuo. “Estamos bajando ese costo casi a la mitad”.

Kuo explicó en qué forma esta invención difiere de las tecnologías actuales.

“Todos los pies prostéticos almacenan y devuelven energía, pero no dan demasiadas opciones acerca de cuándo y cómo. Simplemente la devuelven cuando quieren”, dijo Kuo. “Éste es el primer aparato que libera la energía de la manera correcta para complementar el empuje, y que lo hace sin una fuente de energía externa”.

Otros aparatos que ayudan en el empuje usan motores y requieren grandes baterías.

Dado que el pie que recicla energía aprovecha una fuerza que de otra manera se perdería, usa menos de un vatio de electricidad mediante una batería pequeña y portátil.

“Las personas con amputaciones de miembro inferior, tales como los ex combatientes de los conflictos de Iraq y Afganistán o los pacientes que sufren diabetes, a menudo encuentran que el caminar es una tarea difícil. Nuestro diseño nuevo restablece la función y reduce el esfuerzo para estos usuarios”, dijo Collins. “A medida que progresemos en esto los miembros robóticas podrían, incluso, ser mejores que sus antecesores biológicos”.

Este artículo demuestra que la idea de los ingenieros funciona. Ahora están probando el pie con amputados en el Centro Médico de Asuntos de Veteranos en Seattle.

El artículo se titula “Recycling Energy to Restore Impaired Ankle Function during Human Walking”.

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