 |
| ¿Podría el nuevo dedo robótico ultrasensible representar el futuro de los exámenes médicos? Crédito: © Hongbo Wang |
Un grupo de investigadores internacionales ha desarrollado un nuevo “dedo” robótico ultrasensible y suave que puede realizar tareas médicas, como tomar el pulso y examinar a los pacientes en busca de bultos. Aunque ya se han desarrollado manos robóticas, este nuevo dedo robótico tiene la capacidad de imitar tanto la sensación como la función del tacto humano.
La esperanza es que esta tecnología facilite a los médicos la detección de enfermedades como el cáncer de mama en una etapa más temprana. Esto podría conducir a opciones de tratamiento más tempranas, pero también hacer que los exámenes físicos que de otro modo serían intimidantes e invasivos sean menos incómodos para los pacientes.
La mayoría de nosotros probablemente no damos por sentado nuestros dedos, pero estos dígitos flexibles son invaluables en nuestra vida cotidiana. Nos ayudan a agarrar y manipular objetos, pero también nos permiten “sentir” el mundo que nos rodea, tocar a otras personas e incluso comunicarnos entre nosotros.
Dentro del contexto médico, la sensibilidad de las manos humanas, potenciada por el control motor fino que utiliza la retroalimentación y el aprendizaje, puede ser útil para detectar y diagnosticar diversas enfermedades y afecciones. La palpación, un método que consiste en sentir con los dedos y las manos durante un examen físico, se utiliza habitualmente para identificar y detectar anomalías en el cuerpo de un paciente. Al presionar o amasar suavemente las zonas sensibles, los médicos pueden detectar posibles riesgos, como cánceres, aneurismas abdominales, nódulos tiroideos, etc.
Sin embargo, el problema es que no todos los médicos están lo suficientemente capacitados para llevar a cabo estos procedimientos, lo que puede hacer que se pasen por alto algunas enfermedades. Al mismo tiempo, muchos pacientes no están dispuestos a someterse al tacto de un médico, especialmente si el médico es del sexo opuesto.
En este caso, las alternativas robóticas pueden resultar útiles, pero los modelos existentes tienen limitaciones. Por ejemplo, algunos dedos robóticos han sido criticados por ser demasiado rígidos. A algunos les preocupa que unos dedos tan duros (es difícil escribir sobre estas cosas sin que suene a insinuación) no sean capaces de realizar las delicadas tareas que realizan los médicos e incluso podrían romper bultos durante los exámenes.
Como alternativa, se han desarrollado algunos dedos robóticos ligeros que, aunque son más baratos, pueden imitar los movimientos de las manos humanas. Sin embargo, no son demasiado sensibles y hasta ahora no han podido detectar las propiedades complejas de los objetos que tocan, a diferencia de los dedos reales.
"A pesar del notable progreso de la última década, la mayoría de los dedos blandos presentados en la literatura aún tienen brechas sustanciales en comparación con las manos humanas", explican Hongbo Wang, un investigador de tecnologías de detección de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, y sus colegas en su nuevo estudio.
Básicamente, dicen los investigadores, los dedos robóticos existentes no pueden controlar "escenarios del mundo real". Pero es posible que hayan desarrollado un nuevo dedo blando que sea lo suficientemente sensible para estos procedimientos.
"Con un mayor desarrollo para mejorar su eficiencia, también creemos que una mano diestra hecha de tales dedos puede actuar como un 'Robodoctor' en un futuro hospital, como un médico", dijo Wang en un comunicado. “Combinando el aprendizaje automático, se puede lograr un examen y diagnóstico robótico automático, particularmente beneficioso para estas áreas subdesarrolladas donde hay una grave escasez de personal de salud”.
Para superar las restricciones de otros dedos robóticos, Wang y sus colegas desarrollaron un dispositivo que contiene bobinas de fibra conductora con dos partes. En primer lugar, hay una bobina enrollada en cada cámara de aire del actuador del dedo (la parte que le permite doblarse y moverse) y una fibra de metal líquido retorcida montada en la punta del dedo.
Se puede medir el flujo eléctrico del dedo, lo que le permite doblarse en tiempo real mientras toca objetos. El equipo puede entonces monitorear la fuerza que aplica mientras lo hace. Básicamente, esto permite que el dedo perciba las propiedades de un objeto de la misma manera que lo hace un dedo humano.
Para probar su sensibilidad, el equipo comenzó frotando una pluma contra la punta de su dedo.
“La vista ampliada muestra claramente el cambio de resistencia, lo que indica su alta sensibilidad en la detección de fuerza”, explican en su estudio.
Después de esto, el equipo golpeó y empujó la punta del dedo con una varilla de vidrio y luego dobló el dedo varias veces para verificar que el dispositivo percibiera correctamente el tipo y la cantidad de fuerza que recibía.
Entonces las cosas se pusieron realmente interesantes. Para evaluar su capacidad para realizar procedimientos médicos, el equipo montó el dedo en un brazo robótico y observó cómo identificaba tres bultos incrustados en una gran lámina de silicona. El dedo robótico manipuló el área de manera similar a un médico. Mientras el dedo estaba montado en un brazo, también localizó correctamente una arteria en la muñeca de un paciente y midió su pulso.
Esta capacidad de moverse y aplicar una presión suave también permitió que el dedo artificial escribiera en un teclado, deletreando la palabra "hola".
“Hemos demostrado que el [dedo robótico] puede presionar y ‘sentir’ la rigidez de un objeto y realizar una palpación robótica segura y precisa similar a la que realiza un médico”, explica el equipo en su artículo.
“Estos hallazgos resaltan el potencial de un ‘robodoctor’ para realizar exámenes físicos en el futuro”.
“Esperamos desarrollar una mano inteligente y diestra, junto con un brazo robótico impulsado por músculos artificiales sensorizados, para imitar las funciones incomparables y las manipulaciones finas de las manos humanas”, añadió Wang.
El estudio se publicó en la revista Cell Reports Physical Science.