Elena García era investigadora del Centro de Automática y Robótica (CSIC-Universidad Politécnica de Madrid, UPM). Pero la vida de esta Ingeniera Industrial da un vuelco cuando conoce a una niña tetrapléjica cuyos padres intentan que un robot mejore su calidad de vida. Es así como nace el primer exoesqueleto del mundo diseñado para niños.
Un trabajo que le ha valido multitud de reconocimientos técnicos, investigadores y sociales y que le ha llevado también a formar la empresa Marsi Bionics, con el fin de que este avance no se quede en un mero prototipo y pueda llegar a la sociedad. Algo que, lamenta, ocurre con demasiada frecuencia en la siempre bien vista y valorada ciencia española.
¿Cuándo te inicias en el mundo de los exoesqueletos?
Empecé a trabajar en ese terreno sobre el año 2005/2006. Ya tenía una trayectoria en robots caminantes. De hecho, mi tesis doctoral está centrada en el control de la estabilidad (es decir, del equilibrio) de los robots caminantes en entornos naturales.
El Departamento de Defensa de Estados Unidos puso en marcha un programa desde el 2001 hasta el 2008 que aceleró el desarrollo de la tecnología de exoesqueletos. Es un campo que tiene mucha relación con lo que yo venía trabajando. De hecho, los grupos de investigación de Estados Unidos son los que trabajan en la misma línea en la que yo desarrollaba mi investigación. Decidí introducirme en el tema de los exoesqueletos, pero más centrado en industria, mientras que en Estados Unidos lo planteaban más en defensa.
Fuente: Mujer y Ciencia.
¿Cómo pueden los exoesqueletos ayudar a la industria y la defensa?
La idea era hacer esqueletos que ayudaran a evitar las típicas lesiones de espalda de los operarios al levantar mucho peso. Es el exoesqueleto el que hace la fuerza, mientras que el usuario hace los movimientos. Son personas sanas, sin ningún tipo de patología, pero a los que se les amplifica la fuerza sin esfuerzo gracias a estos robots.
¿Cómo pasas de una aplicación industrial a un modelo para niños?
Vino una familia a verme. Tenían una hija que sufría tetraplejia, Daniela. Buscaban una solución para ayudar a la niña a ponerse de pie. Todos los tetrapléjicos (pero especialmente los niños, que al estar en crecimiento y desarrollo es aún más drástico), en el momento en que pierden la capacidad de caminar sufren una degeneración fisiológica muy grave. No es solo que las articulaciones pierden su movilidad, se agarrotan y se ponen más rígidas sino que aparecen una serie de deformidades, alguna de ellas graves como la escoliosis. Pueden ser tan graves que pueden provocar una disfunción pulmonar, lo que puede llegar a condicionar su supervivencia. No es una cuestión de movilidad, sino también de supervivencia.
Hemos recogido unos 15 premios en los últimos 3 años, pero sólo uno ha tenido un respaldo económico: 1500 €
Esos padres buscaban algo que ayudara a su hija a ponerse de pie manteniendo una postura correcta. Empezamos a explorar la posibilidad de que utilizará uno de esos exoesqueletos. Los padres ya los conocían: los habían visto en las campañas de Estados Unidos porque salieron dos exoesqueletos comerciales. Una de las compañías no les había contestado mientras que la otra les dijo que para tetraplejia no tenían nada.
En la tetraplejia hay que controlar no solo las piernas, sino también el tronco y las brazos. Esas compañías americanas no tenían esas soluciones ni tampoco tenían previsto, de aquí a 5 años, tener alguna para este tipo de parálisis.
Solicité un proyecto al Ministerio para abordar el problema de un exoesqueleto para pediatría y tetraplejia. Nos lo concedieron y en 3 años hemos conseguido que Daniela pueda caminar en las pruebas que hemos hecho en nuestras instalaciones con el exoesqueleto que hemos desarrollado.
¿Ha sido, por tanto, un avance a nivel internacional?
Sí. El impacto internacional ha sido muy importante. Hemos recibido muchísimos premios por el trabajo desarrollado, ya que ha sido pionero a nivel internacional y porque supuso el comienzo de todo. A partir de ahí fueron llegando de todas partes del mundo llamadas, mensajes e incluso cartas de médicos y familias que querían comprar el exoesqueleto. Fue el comienzo de todo.
¿Con qué problemas se ha ido topando?
Como investigadora del CSIC no podía comercializar el resultado de una investigación, que no era más que un prototipo, un amasijo de hierros y cables que no tenía la certificaciones de producto sanitario. Por tanto, no podía atender esa demanda que se me venía encima.
Fue cuando fundé Marsi Bionics, empresa de base tecnológica que pretende trasladar a la sociedad todos los resultados de los proyectos de investigación.
Pero no ha abandonado la investigación…
Al mismo tiempo que abordo el proyecto empresarial (ya llevo 3 años con él) sigo continuando con la investigación, enfocándome sobre todo en enfermedades neuromusculares, que son las más frecuentes en infantil junto con las lesiones medulares.
Las complicaciones de las enfermedades neuromusculares y neurodegenerativas es que tienen una sintomatología muy compleja. Han sido el foco de la siguientes investigaciones y estamos probando los dispositivos en clínica, en atrofia muscular espinal con resultados muy positivos. Esperamos para el año que viene poder tener los primeros prototipos.
¿Tu trabajo está centrado solamente en exoesqueletos para niños?
En estos momentos, la principal línea de trabajo es la pediátrica porque es en la que tenemos más mayor demanda. Ten en cuenta que no hay nada en el mundo para los niños. Pero también tenemos muchas peticiones de productos para adultos. Tenemos dos líneas para ellos que no están tan avanzadas como la pediátrica, pero sí que están en marcha.
La investigación española termina con los resultados. Se publican, tienen su impacto, se reconocen pero su transferencia a la sociedad es prácticamente nula
¿Cómo son estos exoesqueletos para adultos?
Uno de ellos es un exoesqueleto parcial. Es como una especie de rodilla activa que sustituye al músculo (al cuádriceps) y tiene aplicación en pacientes que, por ejemplo, han tenido un ictus. Es solamente para un una rodilla. Por tanto, son para pacientes con hemiplejias y para el síndrome de post-polio.
En España, la generación de hace 50 años sufró mucho polio y muchos quedaron afectados por la enfermedad. Quienes sobreviven tienen una degeneración en el cuádriceps en una de las piernas: la pierna no crece y el músculo no se desarrolla. Por eso necesitan un motor que sustituya a ese músculo. Este dispositivo es perfecto para esas patologías. También sirve para otras, como el ictus, para distrofias musculares… Estamos tratando de reducir el tamaño todo lo posible para que se pueda disimular entre la ropa. Los niños no tienen problema en que se les vea el exoesqueleto, pero para los mayores es más complicado.
El otro exoesqueleto que estamos desarrollando es para para ancianos. Su aplicación es de fuerza, para paliar la debilidad muscular de las personas de la tercera edad. Pero estamos viendo importantes aplicaciones también en ictus, en personas con Parkinson y en enfermedades colaterales de la tercera edad.
De momento, son solo prototipos.
El de la rodilla sí. El de ancianos está en fase de diseño.
¿Y el pediátrico?
Está terminado el prototipo. Se ha hecho la evaluación clínica y ha sido muy satisfactoria. Estamos desarrollado el dispositivo comercial, pero sobre este dispositivo tenemos que obtener la certificación de producto sanitario para poder comercializarlo. Es el proceso en el que estamos desde ahora hasta final de año.
Es decir que a finales de año ya se podría producir en masa…
Sí, para 2018. Pero no es tan sencillo como para darle un botón. Necesitamos nueva inversión y estamos en búsqueda de dinero. No va a ser tan inmediata la cosa, pero sí que intentaremos que, para principios de 2018, podamos comercializar las primeras series, aunque sean pequeñas.
Ha recibido muchos premios y reconocimientos y estom en parte, ayuda a elaborar tu proyecto y tu empresa. Pero entiendo que tenéis problemas de financiación…
De todos los premios que hemos recibido (hemos recogido unos 15 en los últimos 3 años) sólo uno ha tenido un respaldo económico y muy pequeño, de 1500 €.
Los premios han dado visibilidad al proyecto, cada uno en su ámbito. Son un reconocimiento y siempre reconforta el hecho de que tu trabajo sea reconocido. Pero un proyecto de este tipo lo que necesita es un reconocimiento y un apoyo económico.
Es un proyecto con un impacto social importante, que afecta a la salud y que debería estar apoyado por diferentes instituciones. Eso no se ha dado. Todo el apoyo que hemos tenido para sacar el proyecto adelante (en lo que a la parte empresarial se refiere) ha sido por una campaña de crowdfunding, de micromecenazgo. Han sido las personas de a pie, las familias y muchas veces las no afectadas, las que han sacado este proyecto adelante.
Los proyectos de investigación sí que han tenido el apoyo de diferentes organismos, como la Mutua Madrileña o la Comisión Europea. Pero cuando terminas un proyecto de investigación, el resultado se te puede morir en el laboratorio: las personas no lo pueden comercializar. Que un proyecto de este tipo, que consigas todos los premios internacionales por el avance que has hecho y lo dejes en el laboratorio porque no se puede hacer nada… Es lo que está pasando en este país. No tiene ningún sentido. Pero gracias al apoyo de las personas que han creído en el proyecto, hemos podido sacarlo adelante.
¿Ahora mismo tenéis esa capacidad económica como para sacar este proyecto adelante?
Ahora mismo sí. A través de esta campaña de crowdfunding hice un llamamiento y lo hemos conseguido.
¿Qué papel tiene España en el panorama de robótica nivel internacional?
Sorprendentemente (porque es para sorprenderse) estamos muy arriba en investigación en robótica: entre los 12 principales países a nivel mundial.
Es curioso porque la investigación está muy valorada fuera de nuestro país, pero dentro no. Eso repercute no solo en el salario de los investigadores (que es vergonzoso) sino en la financiación que destina nuestro país a investigación, que también es vergonzosa. Pero, a pesar de esa mínima financiación, la investigación que se hace en este país es muy relevante y estamos muy bien situados y muy bien valorados.
Fuente: Blog de Física y Química.
No pasa lo mismo en transferencia tecnológica. Es decir, la investigación termina con los resultados. Se publican, tienen su impacto, se reconocen, pero la transferencia de estos resultados de investigación a la sociedad es prácticamente nula. Ahí es donde tenemos los mayores problemas. Hay muchísimos escollos (legales, fiscales, financieros). El engranaje no funciona, a pesar de que esto del emprendimiento es una moda y está en boca de todos. Pero se queda de forma de superficial en el discurso y no se mueven los engranajes para que puedan facilitar que esta transferencia se ponga en marcha y sea fructífera.
Más allá de estas dificultades económicas, ¿a qué reto se enfrenta el desarrollo de los exoesqueletos?
Una de las dificultades es que las partes ortoprotésicas van a tener que ser un desarrollo a medida de los niños. El corsé es fundamental, porque tiene que sujetar bien la espalda del niño. Muchas veces tienen debilidad torácica. Incluso escoliosis ya desarrollada. Por eso necesitamos que el corsé les coja bien la espalda, que esté lo más unido posible a su cuerpo. Va a tener que ser, por tanto a medida. El que tenemos ahora mismo es talla única y se está adaptando bastante bien, pero lo óptimo sería que esa parte fuera específica para cada niño. Tampoco es mucho problema, porque todos hacen a medida sus corsés. El molde, por tanto, sería el mismo, así que no sería muy complejo ni carísimo.
Los exoesqueletos mejoran la calidad de vida de los pacientes al tener autonomía e independencia para realizar actividades que antes no podían
También necesitan los moldes de sus pies a medida para garantizar que el tobillo y el pie están bien sostenidos y que no sufran ningún tipo de deformidad durante la marcha. Por su debilidad muscular tienden a deformar sus tobillos, por eso es necesario algo que les sujete bien el tobillo, para que el proceso de caminar no agrave la deformidad.
Solo estos moldes y el corsé es a medida y se puede aprovechar el mismo molde. El resto es talla única.
Estos exoesqueletos, ¿son fácil de poner y de quitar? ¿Se necesita algo de formación especial para ayudar a los niños a ponérselo?
Es fácil de colocar, pero se necesita algo de formación. No una gran formación, pero sí algo de conocimientos. No tiene grandes secretos y no es nada complicado de usar, de poner ni de manejar. Con una aplicación en una tablet el terapeuta puede generar un poco el patrón para cada niño y, simplemente con darle al botón, el exoesqueleto camina y con él el niño, que puede además controlar con su propia intención el movimiento. Si intenta moverse, entonces el exoesqueleto detecta esa intención de movimiento y genera los pasos.
¿Se pueden utilizar todo el día o solo para periodos puntuales?
Lo ideal es que lo incorporen en sus acciones del día a día y que lo utilicen el mayor tiempo posible como lo toleren.
Como terapia de rehabilitación está bien, pero realmente estas enfermedades no se rehabilitan. Lo que tienen es un tratamiento para paliar esa degeneración y tratar de que sea lo más lenta posible. Pero son enfermedades degenerativas, con lo cual no hay una rehabilitación posible: las neuronas que envían la información a los músculos se mueren y eso no se puede revivir.
Por eso, lo interesante es que tengan el mayor uso del tiempo posible, porque eso favorece ese retraso en la aparición de las complicaciones propias de los efectos de la pérdida de la marcha.
¿Qué es lo más positivo de su utilización?
Lo que más valoran los familias y los médicos es la calidad de vida de los pacientes, que mejora mucho al tener autonomía e independencia para realizar esas actividades. Esto va a generar en estos niños una mejora general, no solo de su estado físico sino también psicológico. Cuando un niño ve que es capaz de hacer cosas por sí solo, esto repercute inmediatamente en su estado físico y mental, por lo que la terapia es completa.
Estamos en el proceso de obtener el certificado de producto sanitario. Esperamos que, para principios de 2018, pueda salir al mercado la primera producción comercial de exoesqueletos pediátricos
¿Cuánto pesa un exoesqueleto?
Pesan unos 12 kilos, pero no lo soporta el niño. De hecho, el niño no lo nota, ya que el exoesqueleto descarga todo su peso en suelo.
¿Se puede aligerar este peso en el futuro?
Sería lo ideal, porque cuanto más ligero es, más fácil es de manjer. Pensemos simplemente en el proceso de ponerlo y quitarlo. Pero hay que tener en cuenta que incorporan entre 10 y 12 motores, por lo que es muy difícil reducir el peso. El material que utilizas en el chasis se lleva solamente el 20% del peso y los motores tienen que tener la suficiente potencia como para levantar a un niño, ayudarle a moverse y reaccionar ante perturbaciones. La potencia del motor es proporcional a su tamaño y peso y es muy difícil reducir esa parte. Hasta que no consigamos que los fabricantes de motores utilicen otro tipo de materiales en la fabricación de los motores, no podremos reducir el peso y el volumen de los exoesqueletos.
Fuente: Business Review.
Eres ingeniera industrial pero entiendo que para hacer este proyecto el perfil de la gente de la empresa tiene que ser muy diverso.
Sí, es multidisciplinar: desde ingenieros de todas las ramas hasta fisioterapeutas, médicos, psicólogos… De todo. Y lo que no tenemos en el equipo lo buscamos fuera: tenemos colaboraciones con biomecánica, biomedicina, hospitales… Es un trabajo multidisciplinar y es fundamental que así sea.
¿Cuánta gente hay involucrada en el proyecto?
En mi equipo, somos 12 personas. Tenemos colaboración con dos hospitales y cada uno de ellos tiene su equipo de médicos (hay neuropediatras, médicos rehabilitadores, fisioterapeutas…). Es decir, unos 5 o 7 personas por hospital. También colaboramos con centros tecnológicos en biomecánica, como Eurecat de Cataluña que tiene un grupo de Biomecánica con el que estamos trabajando muy activamente para estudiar el patrón de marcha de cada una de las enfermedades y ver cómo evoluciona la enfermedad y cómo aceptan los diferentes músculos que trabajan en el movimiento. Toda esta información que es valiosísima nos la pasa y podemos diseñar luego nuestros exoesqueletos.
Es un ejemplo de las múltiples colaboraciones que tenemos. También trabajamos con gente de fuera de España, como la Universidad de York, con un equipo de psicólogos que están muy interesados en analizar el impacto psicológico que tiene estos exoesqueletos en los niños.
