¿Qué tipo de tecnología es la prótesis mecatrónica?

Algunas personas dicen que el cuerpo humano es la mejor máquina. Tiene miles de piezas autorreparadoras, la mayoría de las cuales pueden realizar múltiples funciones. Estas diferentes partes también pueden comunicarse entre sí. Los órganos, músculos y tejidos reciben información química y electrónicamente y la procesan según la codificación del ADN. Entonces parece una acción muy simple y natural, pero también contiene muchos procesos complicados, pero no somos conscientes de ello. Probablemente esto pueda llamarse "no conocer la verdadera cara del Monte Lu, sólo porque estoy en esta montaña".

Estas preguntas surgen cuando los expertos intentan crear prótesis para amputados que imiten las funciones naturales de la mano humana. En el proceso de producción se necesitan una serie de conocimientos como mecánica, electrónica y tecnología informática, que se combinan hábilmente. Este producto interdisciplinario se llama mecatrónica y es la única forma viable de replicar las funciones humanas. Tomemos como ejemplo una prótesis de mano para un niño. Debe ser pequeña, potente, fácil de usar y que ahorre mucha energía, porque la prótesis de mano funciona con baterías.

Los científicos británicos utilizaron un mecanismo de retorno por resorte para crear una prótesis infantil que básicamente cumple con los requisitos anteriores. La prótesis es operada por un micromotor accionado monolíticamente, lo que le permite agarrar objetos. Los niños pueden estimular los movimientos de las manos tensando los músculos de los brazos, porque cuando los músculos se contraen, son detectados por un detector mioeléctrico instalado en el brazo, generando así una señal eléctrica de bajo voltaje. Cuanto mayor es la contracción, más fuerte es la señal. Cuando el niño relaja los músculos, el resorte cierra automáticamente la pinza.

Debido a que las manos de los niños son relativamente pequeñas, los dispositivos electrónicos utilizados en las prótesis deben ser muy pequeños y, para que el consumo de energía sea lo más pequeño posible, la corriente de reposo debe ser muy baja. Los componentes semiconductores son ideales. Es concebible que el software se convierta inevitablemente en un factor clave en los diseños futuros. Sin software, las computadoras son sólo máquinas, y las prótesis dirigidas por computadoras también son máquinas.

Científicos de la Universidad de Stanford en Estados Unidos han desarrollado un nuevo método para controlar directamente las prótesis mecatrónicas mediante impulsos nerviosos. En lugar de utilizar señales electromiográficas débiles que son susceptibles al ruido, hacen que las terminaciones nerviosas crezcan hasta convertirse en chips de circuitos especiales con cientos de agujeros. Una vez que el cerebro genera la señal, el circuito de la red neuronal la procesa y luego controla el actuador. Sin embargo, los pacientes que utilizan tales prótesis deben ser entrenados primero por un fisioterapeuta para enseñar a la red neuronal a responder adecuadamente a instrucciones especiales. Este método parece más inteligente que el anterior.

Las prótesis son una parte importante de la medicina, y el desarrollo de prótesis flexibles sería una buena noticia para los amputados. Con el avance continuo de la tecnología moderna, algún día la gente fabricará prótesis que sean comparables a las reales.