Exoesqueletos pueden forzar y confundir al cerebro

Los exoesqueletos son una nueva tecnología que continúa extendiéndose, especialmente en ámbitos laborales para ayudar en el trabajo físico; sin embargo, estos dispositivos podrían estar forzando al cerebro.

Esta tecnología está compuesta por dispositivos externos que pueden dar soporte o incluso proteger al portador, proporcionándole mayores niveles de fuerza, resistencia o movilidad. Su mercado estaba valorado en 392 millones de dólares en 2020 y se espera crezca hasta los 6.800 millones de dólares de ingresos globales en 2030.

De hecho, estos dispositivos han comenzado a usarse en cadenas de montaje o en los almacenes para aliviar la tensión en la parte inferior de la espalda de los trabajadores, pero un estudio de la Universidad Estatal de Ohio revela que estos trajes podrían competir con recursos valiosos del cerebro mientras la gente trabaja, anulando los beneficios físicos de llevarlos.

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El estudio, publicado recientemente en la revista Applied Ergonomics, descubrió que cuando las personas llevaban exoesqueletos mientras realizaban tareas que les exigían pensar en sus acciones, sus cerebros trabajaban en exceso y sus cuerpos competían con los exoesqueletos en lugar de trabajar en armonía con ellos.

«El exoesqueleto intenta anticiparse a tus movimientos, pero no va bien, así que te peleas con el exoesqueleto, y eso provoca este cambio en tu cerebro que modifica el reclutamiento muscular, y podría causar mayores fuerzas en la parte baja de la espalda, lo que podría provocar dolor y posibles lesiones”, declaró William Marras, director del Instituto de Investigación de la Columna Vertebral de la Universidad Estatal de Ohio y autor principal de la investigación.

Para el estudio, los investigadores pidieron a 12 personas –seis hombres y seis mujeres– que levantaran repetidamente un balón medicinal durante 30 minutos, en una sesión con un exoesqueleto, pero añadieron una tarea mental: hicieron que los participantes restaran 13 de un número aleatorio entre 500 y 1.000 cada vez que levantaban el balón.

Los investigadores utilizaron sensores infrarrojos para evaluar la actividad cerebral de los participantes y midieron la fuerza ejercida sobre la zona lumbar. Descubrieron que cuando los participantes simplemente levantaban y bajaban la pelota, el exoesqueleto reducía ligeramente la carga en la parte baja de la espalda de los participantes. Pero cuando los participantes tenían que hacer cálculos mentales mientras levantaban y bajaban la pelota, esos beneficios desaparecían.

Los autores puntualizan que aunque los usuarios del exoesqueleto en una cadena de montaje no tengan que hacer cuentas en su cabeza, cualquier tipo de tensión mental, como el estrés psicológico o las instrucciones que deben seguir, podría tener el mismo efecto.

«La persona estaba haciendo ese cálculo mental, pero el cerebro también estaba tratando de averiguar cómo ayudar al cuerpo a interactuar con el exoesqueleto, y eso confundía la forma en que el cerebro reclutaba los músculos para realizar la tarea”, explicó Marras.

Los investigadores descubrieron que cuando esos músculos compiten entre sí, el cerebro trabajaba con menos eficacia y las fuerzas sobre la espalda aumentaban.

«Los exoesqueletos en general no son malos, pero las personas son desordenadas y cada una es diferente: hay que utilizar los exoesqueletos con cierta inteligencia y comprensión de lo que implica el trabajo”, concluyó Marras.

“(Usar de manera inadecuada un exoesqueleto) Es casi como bailar con una pareja realmente mala”
William Marras,
director del Instituto de Investigación de la Columna Vertebral de la Universidad Estatal de Ohio

350%
ha aumentado el número total de empresas dedicadas a la producción o distribución de exoesqueletos industriales entre 2015 y 2020, de acuerdo con la Wearable Robotics Association (WearRA).

4 tipos de exoesqueletos usados en las industrias

De cuerpo entero. Proporcionan tanto soporte corporal como fuerza extra y, como su nombre lo dice, cubren la mayor parte del cuerpo del trabajador.

Silla sin silla. Son exoesqueletos que se llevan encima de la ropa de trabajo y que pueden endurecerse y bloquearse en su sitio para funcionar como una silla o un soporte para que los trabajadores se sienten mientras trabajan.

Portaherramientas. Consisten en un brazo con resorte que soporta una herramienta pesada en un extremo y está conectado a un exoesqueleto de la parte inferior del cuerpo y a un contrapeso.

Apoyo a la espalda. Estos exoesqueletos pueden mantener la postura correcta de la espalda mientras el trabajador se agacha para realizar un levantamiento.

ENTEVISTA

William Marras,
director del Instituto de Investigación de la Columna Vertebral de la Universidad Estatal de Ohio y autor principal del estudio

P: ¿Qué le llevó a estudiar los efectos de los exoesqueletos en el cuerpo?

–Había poca literatura que investigara cómo los exoesqueletos influyen en el desarrollo de fuerzas (y potencialmente en los trastornos lumbares) en la espalda. La mayoría de los estudios analizaron la impresión subjetiva del usuario o la electromiografía de los músculos (que no está necesariamente relacionada con la fuerza muscular). Además, hay muchos diseños diferentes de exoesqueletos y no estábamos seguros de cómo las fuerzas de la columna vertebral se verían influidas por estos diseños.

P: ¿Por qué los exoesqueletos pueden competir con el cerebro mientras se utilizan para alguna actividad laboral?

Si la tarea en cuestión es sencilla y directa, el usuario del exoesqueleto puede aprender muy rápidamente a colaborar con él. Sin embargo, si la tarea se vuelve más compleja, el usuario tiene que dividir su atención entre la atención a la tarea y la atención a la colaboración con el exoesqueleto. Esta atención dividida parece hacer que el usuario trabaje de forma menos eficiente con el exoesqueleto y que acabe «luchando» con él.

P: ¿Qué recomendación daría a los empresarios que están pensando en utilizar exoesqueletos para sus trabajadores?

–Esto es más complejo de lo que parece. Mi consejo sería que entendieran bien las condiciones de trabajo y comprendieran en qué condiciones es beneficioso el exoesqueleto antes de emplearlo, o de lo contrario podrían estar desperdiciando su dinero y aumentando el riesgo de trastornos lumbares para el trabajador.