Exoesqueleto BBEX: tecnología avanzada de soporte basada en la biomecánica de la columna vertebral para asistencia de fuerza multidimensional

En los entornos industriales modernos y de trabajo de alta intensidad, levantar objetos repetidamente suele causar daños en la columna vertebral y los músculos de la espalda, particularmente lesiones lumbares. Este problema es común en los lugares de trabajo y ha recibido gran atención. Para abordar este desafío, se ha desarrollado la tecnología de exoesqueletos, proporcionando soporte efectivo, reduciendo la fatiga física y mejorando la eficiencia laboral.

La columna vertebral humana es una estructura biomecánica compleja compuesta por múltiples vértebras y articulaciones intervertebrales, capaz de movimientos con múltiples grados de libertad. Cada articulación intervertebral consta de un disco intervertebral y dos pares de articulaciones facetarias, con el disco absorbiendo los impactos y las facetarias controlando la flexión y rotación de la columna. Esta estructura proporciona a la columna flexibilidad en tres grados de libertad: extensión-flexión, inclinación lateral y rotación axial. Los músculos erectores de la columna, ubicados a lo largo de ésta, trabajan en estrecha colaboración con la anatomía espinal para asistir en diversos movimientos, siendo cruciales para coordinar los movimientos de múltiples grados de libertad, especialmente durante levantamientos asimétricos.

Un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Seúl ha introducido recientemente el Exoesqueleto Activo Bilateral para los Músculos Erectores de la Espalda (BBEX). Aunque la tecnología de exoesqueletos no es nueva, el BBEX presenta mejoras innovadoras en diseño y funcionalidad, particularmente al simular la columna y los músculos erectores, con el objetivo de mejorar los dispositivos de soporte de espalda existentes.

Características técnicas

Simulación biomecánica: El BBEX utiliza un diseño de múltiples grados de libertad, incorporando actuadores lineales en serie para imitar la estructura natural y los patrones de movimiento de la columna y los erectores de la espalda. Este diseño permite que el exoesqueleto proporcione soporte multidireccional, adaptándose a diversas tareas de levantamiento asimétrico.

Soporte y comodidad: Al simular con precisión la función de los erectores de la columna, el BBEX proporciona soporte natural durante tareas de alta intensidad, reduciendo la presión sobre la columna. Su diseño está destinado a coordinarse con el movimiento natural de la columna, mejorando la comodidad y eficacia.

Soporte de fuerza multidimensional: El BBEX está equipado con un Mecanismo Secundario de Erectores de la Espalda (SES), compuesto por una serie de módulos de accionamiento conectados, incluidos bloques vertebrales, articulaciones esféricas y actuadores lineales, para simular la configuración bilateral de los erectores. Este mecanismo permite una rotación de tres grados de libertad similar a la columna humana, proporcionando soporte efectivo durante el levantamiento, reduciendo la demanda de fuerza en los músculos de la espalda y disminuyendo la presión sobre las articulaciones de la columna, especialmente en casos donde la fuerza de los músculos de la espalda genera principalmente fuerzas de cizallamiento articular. La fuerza de asistencia mitiga eficazmente estas fuerzas.

Verificación de seguridad: A pesar de los aspectos innovadores del BBEX, la verificación de seguridad sigue siendo crucial. El dispositivo ha sido sometido a pruebas rigurosas para garantizar su estabilidad y fiabilidad en aplicaciones prácticas.

Perspectivas de aplicación

El exoesqueleto BBEX ofrece un amplio rango de aplicaciones potenciales, incluyendo:

Entornos industriales: En sectores como la construcción, manufactura y almacenes, BBEX puede ayudar a los trabajadores a reducir su carga física y aumentar la eficiencia laboral.

Terapia de rehabilitación: En el ámbito médico, las funciones de soporte y asistencia del BBEX pueden ayudar a los pacientes a recuperar movilidad y mejorar su calidad de vida.

Otras aplicaciones: En tareas de alta intensidad, como operaciones militares o de rescate, el soporte adicional proporcionado por BBEX también tiene un valor potencial.

Conclusión

El Exoesqueleto Activo Bilateral para los Músculos Erectores de la Espalda (BBEX) representa un avance significativo en la tecnología de exoesqueletos. Al simular con precisión las características biomecánicas de la columna vertebral, BBEX demuestra nuevas posibilidades para proporcionar soporte de fuerza multidimensional. Gracias a esta tecnología innovadora, el equipo de investigación de la Universidad Nacional de Seúl no solo ha avanzado en el desarrollo de exoesqueletos, sino que también ha abierto nuevas oportunidades para aplicaciones prácticas.

Para obtener más información sobre aplicaciones de exoesqueletos, visite: Exoskeleton Motor