Superlimbs, el ambicioso exoesqueleto para astronautas: será clave para las misiones de exploración de la Luna

Hay exoesqueletos para dar una fuerza sobrehumana a los militares, otros ayudan a hacer ejercicio intenso con menos esfuerzo, y hay exoesqueletos diseñados en España para ayudar a andar a personas en silla de ruedas; asi que, ¿porqué no va a haber un exoesqueleto para andar y trabajar en la Luna? Los futuros astronautas de las misiones Artemis podrían contar con este apoyo en su viaje espacial.

"Un pequeño paso para el hombre, un gran paso para la humanidad" estas palabras siempre van acompañadas de imágenes en las que los primeros astronautas en pisar la Luna caminan, o más bien, brincan con soltura sobre la superficie del satélite. Sin embargo, los paseos que estos hombres dieron por el árido terreno no siempre fueron tan certeros. 

Existen otras grabaciones menos conocidas, pero igual de hipnóticas, que reflejan las dificultades que tuvieron estos exploradores en su visita a la Luna. Caídas algo cómicas y vagos intentos de volver a levantarse atestiguan la necesidad de la ayuda que van a necesitar los futuros astronautas que decidan vivir en el satélite. Por eso, un equipo de ingenieros del MIT está adaptando su prototipo SuperLimbs para este propósito. 

Uno puede pensar que allí donde la gravedad es una sexta parte de la que impera en la Tierra, la movilidad es más fácil, pero hay que sumarle las restricciones del traje espacial y todo el equipo que se porte. Contar con dos brazos o dos piernas de más puede ser la solución para un trabajo extenuante durante largos periodos viviendo en el satélite terrestre. 

Harry Asada, Erik Ballesteros y el resto del equipo a cargo de este proyecto han presentado su diseño y estudio en la Conferencia Internacional IEEE sobre Robótica y Automatización (ICRA). El diseño de este prototipo se inició hace una década y se ha aplicado en la asistencia de otras profesiones, como fabricantes de aviones o la construcción naval.

SuperLimbs

A diferencia de otros exoesqueletos que buscan ser una continuación de las propias extremidades de la persona. Supernumerary Robotic Limbs o "SuperLimbs"  es más parecido a un disfraz de Doctor Octopus, ya saben, uno de los villanos de Spiderman. Este exoesqueleto se compone de una mochila para llevar el soporte vital del astronauta que se forma por unos controladores y los motores que alimentan las dos extremidades artificiales que surgen de esa mochila trasera.

Equipo de SuperLimbs: Sang-Yoep Lee, Harry Asada y Erik Ballesteros. Jennifer Chu- MIT Omicrono

En prototipos anteriores, las dos extremidades extra se podían sujetar a una pared, como una pieza de un avión, mientras el técnico trabaja en ella. De esta manera, se compensa el peso de esa pieza, mientras se perfora. Incluso los ingenieros describen que su modelo podría indicar al trabajar la ubicación exacta de la perforación. 

En versiones posteriores, se menciona la posibilidad de usar las extremidades robóticas como un par de piernas que ayudan a mantener el equilibrio al igual que lo haría un bastón, muleta o andador para personas con baja movilidad.

SuperLimbs, extremidades robóticas D'arbeloff Lab MIT Omicrono

Con el anuncio del regreso de los humanos a la Luna, el equipo decidió enfocar su dispositivo en las necesidades de esos hombres y mujeres que viajarán allí en los próximos años. Artemis II será la primera misión lunar en la que participen una persona afroamericana, una mujer. "Nos dimos cuenta de que podíamos hacer algunas modificaciones a nuestro diseño para ayudar a los astronautas a recuperarse de las caídas y continuar con su trabajo", dice Asada.

Aprendiendo a levantarse

Para ello, el equipo de investigadores del MIT se plantearon la mejor forma de ayudar a una persona que trata de levantarse. "Podríamos decir que alrededor del 80% de los humanos se ponen de pie de manera similar", afirman tras estudiar los diferentes movimientos que usan la mayoría de personas cuando tienen o no que cargar con peso para incorporarse desde el suelo. "Luego diseñamos un controlador en torno a esa trayectoria", dice Ballesteros.

Tanto con peso como sin él, los movimientos que se realizan a la hora de levantarse del suelo son parecidos de unas personas a otras, más cuando se está entrenado para evitar lesiones. Esto fue lo que estudiaron los investigadores como preparación antes de diseñar el prototipo. Unas pruebas que sirvieron tambiñen para desarrollar un software con el que generar la trayectoria de actuación del robot de asistencia.

No solo se trata de recuperarse de un traspiés, este sistema también serviría de apoyo para que los astronautas se cansen menos en su trabajo diario. A diferencia de la experiencia que fue viajar a la Luna en las misiones Apolo, los elegidos en las futuras misiones Artemis deberán construir la primera base lunar permanente y explorar los alrededores en el satélite.

[El programa Artemis de la NASA se retrasa: el regreso del ser humano a la Luna se aplaza hasta 2026]

"Se siente como si una fuerza extra se moviera contigo", explica Ballesteros, quien también ha probado su invento. "Imagínate llevar una mochila y que alguien te agarra por la parte superior y te levanta. Con el tiempo, se vuelve algo natural".

La propuesta no termina aquí. Los investigadores planean unir el sistema de control con su última versión de SuperLimbs que consta de dos brazos robóticos multiarticulados y que se extienden desde la mochila. Resultan similares a otra propuesta vista hace tiempo, pero más enfocada al arte, los seis brazos robóticos Jizai Arms.

Ilustración sobre el funcionamiento de Superlimbs MIT Omicrono

Ballesteros se dispone a construir el sistema SuperLimbs al completo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Allí está previsto optimizar el diseño y minimizar el peso de sus piezas y motores utilizando materiales livianos y avanzados. Más adelante, las extremidades se combinarán con los trajes de astronauta para poder probarlas en simuladores de baja gravedad con el objetivo de algún día ayudar a los astronautas en futuras misiones a la Luna y Marte.