Tecnología

Experimentar en máquinas para no hacerlo en animales.

Un ojo o una vena biónica tienen una estructura y textura tan similar a las del cuerpo humano que permite a los médicos practicar en ellos cirugías sin riesgos y reducir la experimentación con animales, que no siempre es fiable, explicó la científica japonesa Kanako Harada durante el congreso de robótica IROS 2018 que se llevó a cabo en Madrid y culminó ayer.

Durante su intervención en el congreso internacional, la investigadora mostró los resultados de su programa en biónica, en el que están desarrollando un humanoide, un ojo y una vena —todos biónicos—. Los dos últimos se comercializarán próximamente y serán toda una revolución en el campo de la medicina.

El equipo de la investigadora japonesa, formado por 150 personas y con un presupuesto de 14 millones de dólares, trata de crear réplicas de partes del cuerpo para que puedan ser usadas en los procesos quirúrgicos delicados, condicionados por el "difícil acceso" o la sensibilidad de la zona.

Su ojo biónico es uno de sus proyectos estrella, no solo ha conseguido replicar la forma, estructura y textura del globo ocular, sino que también sus vasos sanguíneos y ha incorporado una membrana de pocas micras que habitualmente es retirada para mejorar la visión en pacientes con patologías oculares.

"Actualmente no hay ningún modelo animal parecido con el que se pueda practicar, por lo que se está practicando directamente en pacientes, que deben estar despiertos. Todo esto aumenta la dificultad y la presión del médico", argumentó la experta.

La "biofidelidad" de los modelos desarrollados es una de las cuestiones más complejas en la creación de estos modelos biónicos, por eso el equipo de Harada ha elaborado unos estándares que miden si un modelo replica con fidelidad el órgano original y unas bases sobre dolor y sensibilidad del prototipo.

Aunque Harada cuenta con el apoyo del Gobierno de Japón —su proyecto forma parte del programa oficial ImPACT para apoyar proyectos de tecnologías disruptivas—, este tipo de investigaciones cuentan con muchos obstáculos éticos.

El equipo tardó un año en conseguir la aprobación para crear una membrana del globo ocular con células madre en laboratorio —aunque luego se iba a tirar— para calcular y replicar de modo fidedigno su elasticidad.

Este modelo biónico puede adaptarse a distintas patologías oculares: ya tienen listo un modelo para realizar procedimientos de microcirugía para glaucoma, una enfermedad que afecta a 4,5 millones de personas.

"Los humanos se sienten mas seguros si saben que hemos probado los procedimientos quirúrgicos en modelos", explica Harada, que está convencida de que a largo plazo, con la implementación de este tipo de modelos, es probable que la experimentación quirúrgica con animales se reduzca sensiblemente.

La vena biónica que han desarrollado está siendo especialmente útil para probar intervenciones con catéter. Con ella prueban técnicas para hacer las intervenciones poco invasivas, que acompañan con una fibra óptica tan fina como un cabello.

El proyecto de investigación de Harada, que finaliza el año que viene, también trabaja en la réplica de un cerebro —menos avanzado que el humano—, un humanoide biónico —también para procesos quirúrgicos— y un brazo robótico que realiza operaciones sensibles.

La combinación de experimentar en réplicas biónicas y que un cirujano se apoye en un robot con capacidades para realizar movimientos y maniobras más precisas, abre un nuevo campo de posibilidades a la medicina.

La cirugía realizada por robots, siempre dirigida por un médico, es muy prometedora especialmente en cirugía neonatal —condicionada por un espacio más pequeño— y para zonas del cuerpo humano sensibles como el cerebro, donde cualquier equivocación es "difícil de reparar".

El futuro del robot se vislumbra más próximo al de la figura de un intermediario colaborativo que a la de un hipotético enemigo dados los enormes avances tecnológicos en este ámbito que permiten ya a las máquinas convivir sin causar daño a las personas y evitarles tareas peligrosas, tediosas o de otra índole.

Así lo explicaron los científicos Oussama Khatib, director del Robotics Lab de la Universidad de Stanford y Paolo Dario, del instituto de Biorobótica de la Scuola Superiore SntAnna, en Pisa (Italia), durante una de las jornadas de del evento IROS 2018.

Según Khatib, "la gran revolución" en el mundo de la robótica ha sido su salto, desde los entornos cerrados en fábricas, al mundo de los hogares, en donde se les exige reaccionar rápido e interactuar con precisión con las personas sin causarles daño.

Esta robótica doméstica es compleja porque "tiene que entender a los humanos y saber qué quieren exactamente" en cada momento mientras que la robótica industrial está programada habitualmente para tareas repetitivas.

Responder a tiempo y correctamente ante situaciones imprevisibles es uno de los grandes retos tecnológicos pendientes en el mundo de la robótica, según dijeron los expertos.

Sobre las posibles consecuencias de la popularización de los robots, Oussama Khatib, se manifestó optimista y aseguró que toda nueva tecnología crea oportunidades de trabajo.

En cuanto a los efectos laborales derivados de la robotización, el experto opina que "estamos muy lejos de una hipotética automatización total de los empleos"; de hecho, una gran cantidad de las tareas laborales actuales no pueden dejarse en manos de robots.

Khatib, cuyo último trabajo es el desarrollo de robots humanoides sumergibles para ayudar en la reparación de estructuras submarinas, pronostica que "las máquinas seguirán al servicio del hombre" y no lo contrario, al menos durante mucho tiempo.

Los robots cada vez más interactúan con los humanos en los hogares y no solo en fábricas, lo que requiere un nuevo paradigma en su concepción: la era de la robótica blanda.

En este caso, blando no solo significa suave o flexible en cuanto a los materiales con los que se construyen sino que hace referencia también a su comportamiento y forma de desplazarse.

Robots con forma de pulpo (que no tiene esqueleto), de gusano, o que reptar como serpientes, son algunas de las opciones. Una característica común es la ausencia de articulaciones duras, que son casi obligatorias en los tradicionales.

Su naturaleza blanda les permite adaptarse mejor al entorno en que trabajan, realizar tareas de forma autónoma o reconfigurarse para cumplir otra misión, ya sea en un hogar, en zonas de catástrofe para llevar ayuda o, en tamaños reducidos en medicina como métodos poco invasivos.

Otros robots en el congreso

1 - Jaco: el robot de asistencia que alcanza objetos

Es uno de los robots de asistencia con más éxito del mundo. Consiste en un brazo liviano con gran capacidad de maniobra que se instala fácilmente en una silla de ruedas y puede alcanzar cosas que la persona necesite como un vaso, un alimento o un objeto. Incluso puede dar la mano a otros individuos.

Mini Maggie: Entretiene y charla con personas mayores

Mini Maggie fue creada en la Universidad Carlos III de Madrid (España) para interactuar con seres humanos: reconoce voces, caras, charla con las personas, expresa alegría, tristeza, enojo o hasta se sonroja. Es utilizada, principalmente con fines terapéuticos y de entretenimiento en centros para personas mayores.

3 - Iiwa: gran precisión para procesos complejos

Uno de los robots industriales más avanzados de la actualidad. Formado por un solo brazo mecánico de gran precisión, también es utilizado en aplicaciones médicas y de rehabilitación. Tiene sensores que detectan los contactos inmediatamente y es capaz de manipular los componentes sensibles sin dejar marcas.

4 - Qt Robot: trabaja con niños autistas

Se trata de un robot de pequeño formato que se dirige a niños con autismo. Adopta distintos papeles en función de las necesidades del niño o del terapeuta: es un intermediario en la terapia, cuenta historias, juega o enseña habilidades sociales a los pequeños.