Estes shorts robóticos podem facilitar sua corrida e sua caminhada

Exoesqueletos — tecnologias vestíveis robóticas que aumentam nossas capacidades físicas — estão lentamente deixando o mundo dos quadrinhos para se tornar uma realidade. Isso porque cientistas mostrarem recentemente uma espécie de shorts que permitiu um novo marco, ajudando usuários tanto a andar como a correr com menos esforço.

O exoesqueleto é o resultado de uma colaboração entre pesquisadores do Instituto de Engenharia Biologicamente Inspirada de Harvard, da Universidade de Nebraska em Omaha e da Universidade de Chung-Ang, em Seul, na Coreia do Sul. Talvez descrito com mais precisão como um par de exoshorts, o dispositivo é leve, totalmente portátil e, principalmente, feito de um material flexível (a exceção é a bateria e a unidade do motor). Ele funciona usando motores para puxar cabos que ajudam a estender os quadris de maneira natural à medida que movemos as pernas, o que deve reduzir a quantidade de energia que nosso corpo gasta para se mover.

Exoesqueletos anteriores poderiam reduzir os gastos de energia ao caminhar, segundo Philippe Malcolm, que é biomecânico da Universidade de Nebraksa em Omanha e pesquisador sênior do projeto. Alguns mais novos são mais suaves e conseguem auxiliar nos movimentos sem que haja rigidez ou restrição da amplitude do movimento. Mas houve menos sorte na criação de tecnologia portátil que aprimora a capacidade de uma pessoa de correr, que depende de diferentes movimentos articulares e corporais do que caminhar. E embora um humano típico possa facilmente passar da caminhada para a corrida a qualquer momento, o mesmo não aconteceu com os exoesqueletos.

“Para poder ajudar não apenas correr ou caminhar, precisávamos de um sistema”, disse Malcolm ao Gizmodo por telefone. Para superar este obstáculo, a equipe criou um algoritmo que detecta se a pessoa está correndo ou andando. Dependendo do movimento, ele alterna para o “perfil de força” necessário para que o exoesqueleto faça seu trabalho.

Depois de criarem o protótipo, eles o testaram com voluntários humanos saudáveis em diferentes cenários de caminhada e corrida, incluindo em uma esteira e durante uma caminhada ao ar livre. Durante esses testes, eles mediram quanta energia os voluntários estavam gastando, monitorando a quantidade de oxigênio necessária para respirar. Os resultados desses experimentos, publicado na Science, são modestos, mas impressionantes.

“Conseguimos uma redução de 9% no consumo de energia durante a caminhada e uma redução de 4% durante a corrida”, disse Malcolm. “Houve reduções mais altas por outros dispositivos que auxiliam apenas na caminhada ou apenas na corrida. Mas estas [reduções] são estatisticamente mais significativas. E elas estão dentro de uma ordem de magnitude em que melhorias de desempenho podem ser esperadas”.

As reduções podem equivaler a retirar 7 ou 5 quilos da cintura enquanto caminha ou corre, respectivamente. Mas é preciso fazer mais pesquisas para realmente mostrar que o exoesqueleto pode ajudar a pessoa comum a correr mais ou mais rápido. Por exemplo, embora o dispositivo agora pese quase 5 kg, a equipe está trabalhando em um sistema que pesaria apenas 2,7 kg.

Embora os exoesqueletos exijam algum treinamento para serem usados, eles não são terrivelmente complicados.

“Testamos o dispositivo com pessoas saudáveis que já treinaram para várias sessões com o exoesqueleto real, então você precisa de um tempo para se adaptar e aprender como se beneficiar do sistema”, observou Malcolm. “[Mas] não há instruções específicas. Você o veste e começa a andar e correr algum tempo com ele.”

Por enquanto, esta pesquisa é um vislumbre do futuro desses dispositivos, que podem ser modificados para diferentes fins e funções, dependendo da situação. Exoesqueletos com suporte para a coluna poderiam ajudar pessoas a transportar cargas pesadas com menor risco de lesões, disse Malcolm, enquanto outras poderiam ajudar as pessoas com deficiência a se reabilitarem ou caminharem por conta própria.

E, para realmente entrar no mundo da ficção científica, você pode combinar exoesqueletos com outra tecnologia emergente: implantes que permitem ao cérebro se comunicar e operar dispositivos como se fosse outro membro. Esse tipo de combinação poderia um dia permitir a criação de “neuropróteses implantáveis que podem influenciar ou auxiliar o movimento humano”, escreveu Jose L. Pons, engenheiro biomecânico e presidente científico da Legs + Walking Lab no Shirley Ryan AbilityLab, em Chicago, em um editorial de acompanhamento na revista Science. Isso não quer dizer que esses processos já não tenham nenhum impacto no mundo real.

Recentemente, uma empresa de Boston chamada ReWalk Robotics começou a vender um exoesqueleto macio para clínicas de reabilitação física, com base em algumas das tecnologias desenvolvidas pela equipe de Harvard. O ReStore Exo-Suit, como é chamado, foi liberado como um dispositivo médico em junho pela FDA (órgão norte-americano análogo à Anvisa no Brasil) para ajudar na fisioterapia de pessoas com incapacidade nos membros inferiores causada por acidente vascular cerebral. O traje é focado principalmente nos tornozelos, e não no quadril, mas usa o mesmo princípio básico para ajudar as pessoas enquanto andam.