Um exoesqueleto que usa machine learning para se adaptar ao ritmo de passos de seus usuários pode facilitar a caminhada de pessoas com mobilidade limitada.
O exoesqueleto, que se assemelha a uma bota motorizada, é leve e permite que o usuário caminhe com relativa liberdade, aumentando a velocidade e reduzindo a quantidade de energia usada nos movimentos.
Desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Stanford (EUA), sua estrutura é feita com sensores vestíveis baratos, um motor e um pequeno computador Raspberry Pi, alimentado por uma bateria recarregável usada na cintura do usuário. Os sensores são embutidos na bota para medir a força e o movimento discretamente.
Os dados que a bota gera são inseridos em um modelo de machine learning, que por sua vez personaliza o auxílio do dispositivo, aplicando força no tornozelo para substituir parte da função do músculo da panturrilha e ajudando o usuário a empurrar o chão enquanto dá um passo. Isso torna possível caminhar mais rápido e com menos esforço. Leva apenas uma hora para o modelo começar a personalização e, como está constantemente aprendendo com os dados dos sensores, o dispositivo pode se adaptar ao longo do tempo conforme a variação da caminhada do usuário.
Segundo um artido da Nature, a equipe descobriu que o dispositivo levou a um aumento de 9% na velocidade de caminhada e uma redução de 17% na energia gasta ao se caminhar naturalmente, em comparação com uma caminhada usando sapatos normais. Quando testado contra outros dispositivos comparáveis em uma esteira, observaram que o exoesqueleto proporcionou cerca de duas vezes a redução no esforço. Os pesquisadores compararam a economia de energia e o aumento de velocidade a “tirar uma mochila de 13 quilos das costas”.
Embora os exoesqueletos de suporte ao movimento humano existam há anos, eles são difíceis de adaptar ao usuário individual porque geralmente são grandes e pesados. Seu sucesso tem se limitado em grande parte a esteiras dentro de laboratórios, e além disso eles são caros. O exoesqueleto da equipe de Stanford é muito menor do que outros no mercado e, essencialmente, mais fácil de transportar.
Os pesquisadores afirmam que o exoesqueleto foi capaz de demonstrar, pela primeira vez, a capacidade de economizar energia humana em ndições reais do cotidiano. Eles estão otimistas de que o equipamento poderia ajudar os idosos com mobilidade limitada ou pessoas com problemas musculares a se movimentarem com mais liberdade.
A equipe deve ser capaz de comercializá-lo eventualmente, diz Kaspar Althoefer, chefe do Centro de Robótica Avançada da Universidade Queen Mary de Londres (Reino Unido), que não esteve envolvido no estudo.
“Seria muito útil para aqueles que já não têm mais tanta força, mas ainda querem continuar a caminhar”, diz ele.
Os autores do estudo estão iniciando pesquisas focadas na assistência a idosos e acreditam que o dispositivo protótipo poderia ser transformado em um produto comercial que poderia ajudar as pessoas em suas tarefas diárias.
“Esperamos que isso seja um pouco como as bicicletas elétricas”, diz Patrick Slade, que participou do estudo do exoesqueleto como estudante de doutorado. “Eles não fazem todo o trabalho para você, mas chega-se a um nível de esforço confortável para as pessoas”.
MIT Technology Review
