..Gema Maldonado.
Cuenta la científica Elena García Armada que los robots no van a sustituir a los cirujanos en su labor ni van a llevarnos a un escenario distópico como los que tantas veces nos han mostrado las películas de ciencia ficción, pero sí están revolucionando la vida de niños con enfermedades neuromusculares y parálisis cerebrales que acceden al primer exoesqueleto biónico pediátrico capaz de imitar los movimientos de la marcha humana de una forma flexible y adaptada a sus necesidades específicas.
Elena García Armada es la creadora de este exoesqueleto pediátrico, su primer proyecto enfocado a la salud. Doctora en ingeniería industrial e investigadora en el Centro de Automática y Robótica (CAR) de la Universidad Politécnica de Madrid y el CSIC, se lanzó a este desarrollo junto con su grupo de investigación después de que se lo pidiera una familia con una niña con tetraplejia. A partir de ahí, comenzó su acercamiento al ámbito médico y de las enfermedades neurológicas. Ahora, a través de Marsi Bionics, spin-off del CAR, de la que es fundadora y presidenta, espera “poco a poco” conseguir “llegar a miles de niños”.
La científica ha publicado un libro de divulgación junto al CSIC sobre los robots, sus capacidades y qué podemos esperar de ellos
Junto el CSIC y la editorial Catarata ha publicado el libro Los robots y sus capacidades, dentro de la colección de divulgación ¿Qué sabemos de?. En sus páginas pretende “acercar el robot a las personas” de una forma “didáctica” y “entendible”, y contar todo lo que pueden hacer por el ser humano y que, en muchos casos, ya están haciendo. Sin ir más lejos, con la cirugía robótica. Sobre las aplicaciones del robot en la medicina, sobre lo que hace único su exoesqueleto biónico pediátrico y sobre otros aspectos de la robótica, conversa con iSanidad.
¿En qué momento llegó la idea de aplicar a la salud y a la mejora de la calidad de vida de niños todo su conocimiento en robótica?
Llevaba muchos años trabajando en robótica de locomoción con una aplicación más industrial. En concreto, con tecnología de locomoción ante perturbaciones en diferentes tipos de terrenos y otras tecnologías subyacentes. Incluso había hecho trabajos en biomimética: imitar el comportamiento de los músculos con realizaciones basadas en robótica.
“El cambio de la aplicación de la robótica hacia la salud vino de la demanda: de una familia con una niña con una tetraplejia”
El cambio de la aplicación de la robótica hacia la salud vino de la demanda: de una familia con una niña con una tetraplejia. Ya sabían que existían exoesqueletos para adultos con paraplejia en el mercado, pero no habían encontrado nada para niños. Como conocían nuestro historial de investigación en locomoción nos plantearon la necesidad. Eso fue lo que lo motivó todo.
Hicimos un estudio con las necesidades que había y vimos que, efectivamente, había un enorme espectro de enfermedades de origen neurológico en la infancia, como parálisis cerebrales, neuromusculares, etc. En total, había unos 17 millones de niños en el mundo que podrían necesitar una solución para mejorar su calidad de vida e incluso su salud. Como nosotros entendíamos la tecnología subyacente de locomoción, empezamos una línea de investigación en salud.
“Había unos 17 millones de niños en el mundo que podrían necesitar una solución para mejorar su calidad de vida e incluso su salud”
Entonces ese fue el momento en el que tomó contacto con las enfermedades neuromusculares.
Sí, así fue. Cuando empezamos a trabajar en esta línea de investigación todo el equipo éramos ingenieros, no teníamos contacto con la parte médica. Nos acercamos a los principales médicos, sobre todo en neurología y rehabilitación pediátrica, que empezaron a explicarnos las patologías que podían ser las más indicadas para hacer una primera aproximación. Dentro de las enfermedades neuromusculares nos fueron apuntando en primer lugar la atrofia muscular espinal y luego nos fuimos moviendo a miopatías, para continuar con parálisis cerebrales.
Supongo que detrás de su exoesqueleto hay miles de horas de cálculos para lograr que ese dispositivo logre imitar los movimientos humanos.
Nos basamos análisis de patrones de la marcha en humanos y ya hay una serie de bases de datos publicadas con estos análisis. La complicación está en adaptar estos patrones, que normalmente suelen ser patrones de la marcha de una persona sana, a una marcha patológica. Ahí es donde realmente reside la principal complejidad. Para nosotros, como ingenieros, implementar en un robot un patrón de marcha determinado no es difícil, es una programación de una serie de matrices en una máquina. Es cierto que requiere muchos cálculos, pero los hace el computador.
“El exoesqueleto pediátrico es una órtesis activa de muchas articulaciones. Es como si tuviera tendones, elementos elásticos que consiguen que el movimiento de la articulación no sea algo rígido”
La parte complicada para un robot es la adaptabilidad y la flexibilidad, hacer que no sea algo rígido que se ciña a esos patrones de forma obligatoria, sino que sea capaz de adaptarse cuando hay desviaciones de los patrones, que es lo que pasa cuando hay una marcha patológica. Esa flexibilidad, algo que para el ser humano es tan normal como adaptarse a una situación, para una máquina es lo más complicado.
El suyo es el primer exoesqueleto pediátrico del mundo y, además, el único con un órtesis activa. ¿Esto qué supone para el niño?
En realidad el exoesqueleto pediátrico no es que tenga una órtesis activa, sino que todo el exoesqueleto es una órtesis activa de muchas articulaciones. Cada una de las articulaciones es inteligente e indica el funcionamiento del músculo natural. La característica más fácil de entender es la elasticidad; digamos que es como si tuviera tendones, elementos elásticos, de forma que consigue que el movimiento de la articulación no sea algo rígido y que obligue a un patrón de marcha determinada.
“Este exoesqueleto pediátrico es el único que está indicado para patologías tan complejas como las parálisis cerebrales espásticas, porque confiere a los niños la adaptabilidad que necesitan de forma segura”
Hablamos de niños con una sintomatología articular compleja y muy variable que van a afectar al patrón de la marcha. Son niños que pueden tener movimientos distónicos, que pueden tener espasticidades, rigideces, contracturas o, todo lo contrario, tener hipotonías. Si no hay cierta elasticidad en la articulación del exoesqueleto no sería segura para el niño. Por eso este exoesqueleto es el único que está indicado para patologías tan complejas como las parálisis cerebrales espásticas, porque confiere a los niños la adaptabilidad que necesitan de forma segura.
¿A cuántos niños está llegando su exoesqueleto?
Estamos comercializándolo en clínicas de rehabilitación. Ya está en dos centros de referencia en parálisis cerebrales y en otras patologías, son las clínicas Atades en Zaragoza y Nipace en Guadalajara. Ambos centros pueden sumar unos 300 pacientes. La idea es seguir avanzando, estamos tocando muchas otras clínicas y hospitales de España y de fuera, en México, Reino Unido, Italia, etc. Poco a poco iremos llegando a miles de niños.
“La medicina es una de las grandes áreas en las que más se está explotando la robótica, sin duda”
¿Está por explotar aún la robótica en el área de la cirugía?
Creo la medicina es una de las grandes áreas en las que más se está explotando la robótica, sin duda. Concretamente, en la cirugía mínimamente invasiva, ya no solo con el robot Da Vinci, que está muy extendido desde hace muchos años en los principales quirófanos del mundo, también con otros robots cirujanos que se están introduciendo poco a poco y que consiguen ayudar al cirujano a resolver problemas que pueden ser un riesgo, como por ejemplo una imprecisión debido a una cuestión de pulso.
Una máquina va a permitir a un cirujano operar con la mejor precisión, sin embargo sigue siendo un cirujano el que está operando y dirigiendo con todo su conocimiento el trabajo que realiza el robot. A su vez, la máquina le está realimentando muchísima información de altísimo nivel; por ejemplo puede hacer movimientos con una óptica aumentadísima y, sobre todo, elimina cualquier imprecisión. Lo que conseguimos al final es mejorar la calidad de la operación.
“Sigue siendo un cirujano el que está operando y dirigiendo con todo su conocimiento el trabajo que realiza el robot”
¿La inteligencia artificial ayudará a la robótica dentro de la medicina?
La inteligencia artificial va a aprovechar muchas cantidades de datos para generar conclusiones y, con ellas, se pueden hacer nuevos modelos o se pueden generar diagnósticos. Incluso pueden anticiparse y dar un pronóstico previo a algo que, a día de hoy, a base de la observación, no sería posible diagnosticar de forma precoz. Entonces la inteligencia artificial aplicada a la robótica, o en general, va a permitir hacer previsiones y predicciones a través de muchas cantidades de datos.
En el caso de la medicina, esas predicciones se aplican al diagnóstico. Esto es importantísimo porque, si juntamos esas predicciones y previsiones con la robótica, lo que vamos a conseguir no es solo mejorar la funcionalidad concreta, sino poder interpretar, diagnosticar y proponer terapias en base a estudios previos de grandes cantidades de datos.
“Los robots son herramientas para el profesional, pero una sustitución completa del médico es muy complicada”
¿Puede un robot llegar a sustituir la labor de un cirujano o el “ojo clínico” de un médico a la hora de hacer un diagnóstico?
Lo que puede hacer sin duda es complementarlo, aportar información, datos y precisión, por tanto va a mejorar la calidad del trabajo de ese profesional. ¿De qué manera? Va a depender mucho de la aplicación concreta. Por ejemplo, el uso de la visión artificial puede aportar una imagen aumentada y con más profundidad con la que el médico o el cirujano pueda ver lo que su ojo no puede llegar a ver.
Pero el diagnóstico y el entendimiento de lo que hay detrás de esa imagen aumentada lo tiene que hacer el experto. Se trata siempre de mejorar la calidad del trabajo que, en el caso de la medicina, va a mejorar la calidad de vida de los pacientes. Son herramientas para el profesional, pero una sustitución completa del médico es muy complicada.
“Queremos abordar el mayor número posible de patologías y extendernos a adultos”
¿Tiene nuevos proyectos de robótica vinculados a la salud?
Nosotros trabajamos en el área motora. Queremos conseguir que las personas con enfermedades de origen neurológico puedan mejorar a través de neurorrehabilitación temprana, fomentando la plasticidad del cerebro y ver si se pueden producir cambios en él después de un daño cerebral. Ahí queremos abordar el mayor número posible de patologías y extendernos a adultos para llegar al mayor número posible de pacientes y mejorar su recuperación. En ese sentido, tenemos como objetivo focalizar toda la tecnología para mejorar las acciones de la vida cotidiana de esas personas y, al mismo tiempo, mejorar su salud.
Esto es apasionante y tremendamente motivador, hay mucho trabajo por hacer. La robótica en la rehabilitación tiene muchísimas posibilidades en cuanto a ampliar rangos y aplicaciones, pero también en la evolución de la robótica en sí misma, que es integradora de muchísimas tecnologías que no dejan de evolucionar. La mejora de cada una de ellas va a suponer la mejora de toda la robótica en sí misma.
“He querido quitar los miedos que muchas veces nos trae la ciencia ficción con películas que son fascinantes, pero que siembran un poco el terror hacia lo desconocido con la robótica”
Ha publicado el libro Los robots y sus capacidades. ¿Pueden acercarse a la robótica personas que no tengan conocimientos sobre estas tecnologías a través del libro?
Eso es lo que pretendo y me encantaría que fuera así. Es un libro que tiene un carácter didáctico y está escrito de una forma que puede ser entendible por todos los públicos, no es necesario estudiar una ingeniería para entender el libro. He querido contar no solo lo que es un robot, cuáles son sus capacidades y lo que podemos esperar de los robots, sino también he querido introducir las nuevas aplicaciones de la robótica, los nuevos materiales y los últimos avances que hacen que la robótica en si misma avance.
También he querido quitar los miedos que muchas veces nos trae la ciencia ficción con películas que son fascinantes, pero que siembran un poco el terror hacia lo desconocido con la robótica. Pretendo acercar el robot a las personas; que entiendan lo que es, que se familiaricen con la idea de un robot, de tenerlo en su casa y que sepan no va a suponer una revolución a la que temer. Más bien será una revolución porque hará su vida más fácil.
