Aunque la mayoría de los pies y piernas protésicos modernos hacen un buen trabajo restableciendo la movilidad de personas que han perdido una extremidad o parte de ella, no son tan perfectos como para lidiar con todos los factores implicados en el andar natural, tan normal para mucha gente como tremendamente complejo para un sistema artificial. Como resultado de ello, el 64 por ciento de las personas con amputación hasta por encima de la rodilla sufre en promedio una caída cada año, mientras que eso solo les sucede a un tercio de las personas mayores de 65 años.
En cooperación con Kenton R. Kaufman, director del Laboratorio de Biomecánica y Análisis del Movimiento en la Clínica Mayo de Rochester, Minnesota, Estados Unidos, el equipo de Mo Rastgaar y Evandro Ficanha, especialistas en ingeniería mecánica de la Universidad Tecnológica de Michigan (Michigan Tech), en el mismo país, están dando un paso gigante hacia la solución del problema. Ellos están construyendo un pie biónico que podría hacer que el andar de una persona con amputación de pierna no entrañe más riesgos que los que afronta cualquier persona con sus extremidades inferiores originales.
El secreto reside en el tobillo. Los investigadores están trabajando en una prótesis de pie y tobillo controlada por microprocesador que está bastante cerca de tener el rango innato de movimiento de esta articulación altamente compleja.
Estas extremidades artificiales robotizadas tienen sensores que captan los cambios de la presión en la parte inferior del pie. Monitorizando dichos cambios, detectan cómo está caminando la persona. Los sensores envían de forma instantánea señales a un microprocesador en la prótesis, el cual a su vez ajusta a ésta para hacer que el andar sea más natural.
Las prótesis controladas por microprocesador disponibles en el mercado pueden mover un pie artificial sólo en una dirección, lo cual es del todo válido cuando se camina en línea recta a un paso fijo. Pero en realidad nunca caminamos en línea recta por mucho rato. Cuando al caminar uno se topa con un obstáculo, ya sea un objeto u otra persona, hay que girar, y esta situación es común para mucha gente.
Por ello, Rastgaar y Ficanha diseñaron un pie con tobillo que puede moverse en dos ejes. Su diseño, además, aligera la prótesis, haciéndola mucho más cómoda y fácil de usar.
El cable que mueve la prótesis de pie y tobillo es similar a los que se usan en los frenos de las bicicletas. El cable discurre desde la caja de control hasta el mecanismo del tobillo, y puede hacer girar al pie en casi cualquier dirección.
Como parte de su estudio, el equipo diseñó y construyó una gran cinta móvil circular sobre la cual el pie robótico camina en círculos. En las pruebas realizadas, la prótesis fue capaz de copiar los ángulos de un tobillo al caminar en línea recta y al girar.
La última generación de prótesis controladas por microprocesador es bastante buena, ya que brinda a los usuarios un control activo de la articulación y niveles altos de seguridad y de funcionalidad. Pero la ventaja del pie biónico de Rastgaar es que es biomimético (imita a la biología) y por lo tanto permite obtener un modo de caminar mucho más natural, lo cual podría resultar en una eficiencia mayor al andar, y en menos caídas.
Los investigadores esperan comenzar a refinar el diseño de su pie biónico en la Clínica Mayo en el verano de 2014.