La destreza motriz fina es una habilidad esencial que desarrollamos en nuestra infancia. Esta capacidad nos permite realizar movimientos precisos y coordinados con los pequeños músculos de nuestras manos y dedos, cruciales para actividades cotidianas como escribir, abrocharse o comer. Sin embargo, para quienes utilizan prótesis, incluso las más avanzadas con tecnología robótica, dominar estos movimientos puede ser un verdadero reto.
Investigadores de la Universidad de Utah han dado un paso adelante en este ámbito al integrar inteligencia artificial (IA) y redes neuronales para mejorar la funcionalidad de las prótesis. Su objetivo es dotar a los usuarios de estas ayudas con las habilidades necesarias para manipular objetos con naturalidad.
Avances en prótesis biónicas
Según Marshall Trout, un reconocido investigador del Laboratorio de NeuroRobótica de Utah, aunque los brazos biónicos han mejorado en apariencia, manejarlos sigue siendo complicado. De hecho, casi el 50% de los usuarios opta por abandonar su prótesis debido a su falta de control intuitivo. El principal desafío radica en que muchas prótesis comerciales no pueden replicar el sentido del tacto, lo que limita significativamente la capacidad de sus usuarios para asir objetos de manera efectiva.
La investigación de la Universidad de Utah propone una solución innovadora: han incorporado sensores de presión y proximidad a una mano biónica. Estos avances permiten entrenar una red neuronal para ejecutar agarres de forma más natural y autónoma, superando las limitaciones de los dispositivos tradicionales.
Esta nueva mano protésica incluye puntas de dedos que detectan la presión adecuada y la proximidad de los objetos, facilitando una experiencia táctil que permite a los usuarios discernir características como el volumen o la masa de un objeto, por ejemplo, un algodón.
La Conexión Cerebro-Máquina
El control preciso de los movimientos es vital y depende de modelos mentales. Para mejorar esta conexión, los investigadores entrenaron un modelo de red neuronal artificial que permite a los dedos moverse con exactitud para agarrar objetos, abordando así una necesidad fundamental: la adaptación a situaciones más complejas sin que el usuario tenga que pensar en cada acción.
Jacob A. George, profesor de Ingeniería Eléctrica y Computacional, afirma que la colaboración entre el usuario y la IA es clave. «La máquina debería potenciar la precisión del usuario, facilitando las tareas», explica George.
La investigación ha sido probada con varios individuos, tanto con extremidades intactas como amputadas, en situaciones cotidianas que incluyen sostener objetos vulnerables y beber de una taza.
La Complejidad de la Adaptación
Tamar Makin, profesora de neurociencia cognitiva en la Universidad de Cambridge, ha investigado cómo interviene la mente en la utilización de prótesis. A través de escaneos cerebrales, ha descubierto que estas ayudas no se perciben en el cerebro como manos, sino como herramientas, lo que genera una ‘firma neural única’ para adaptarse a nuevas condiciones.
Colaborando con Dani Clode, especialista en neuroplasticidad, ambos trabajan en prototipos de prótesis que incorporan sistemas motores y sensores, con diseños innovadores que buscan optimizar la funcionalidad.
Con estos avances, el futuro de las prótesis parece prometedor, ya que se abren nuevas posibilidades para mejorar la calidad de vida de las personas con amputaciones. La integración de la inteligencia artificial y el conocimiento sobre la plasticidad del cerebro son elementos clave en esta emocionante evolución tecnológica.
