Exoesqueletos de membros inferiores

O mercado de estruturas como exoesqueletos e suas diversas modalidades deve valer cerca de14 bilhões de dólares até 2030 em todo o mundo, fica a pergunta: Como lideraremos com um segmento tão promissor no futuro?

A parceria da TEKMA Serviços Ltda – Tecnologia em Mobilidade, com a UFABC, (Universidade Federal do ABC), possibilitará a vinculação de caminhos de ciência e tecnologia, inovação e engenharia dentro do ciclo de desenvolvimento de produto que poderá nos dar esta resposta. A seguir iremos explorar um pouco mais sobre o conceito e origens deste artefato tão importante na engenharia da mobilidade:

Na natureza, exoesqueleto é uma estrutura que se encontra no exterior de um animal, na forma de tegumento endurecido, que sustenta a forma do corpo e protege os órgãos internos, em contraste com um endo esqueleto interno (por exemplo, o dos humanos), que está localizado sob outros tecidos moles.

Entretanto, quando pensamos no ser humano, os exoesqueletos são estruturas “vestíveis” que servem de suporte e ajuda aos movimentos ou para aumentar as capacidades do corpo humano. Um exoesqueleto é geralmente considerado como uma estrutura mecânica dura, com articulações que permitem o movimento do operador humano.

Esses exoesqueletos podem ser motorizados ou passivos. Uma estrutura motorizada pode utilizar um atuador hidráulico, elétrico, pneumático ou de qualquer outro tipo. Um exoesqueleto passivo, por outro lado, não tem nenhum tipo de motor e serve para dar apoio mecânico às pessoas quando elas estão sentadas ou em pé por longos períodos, ou para auxiliar o movimento, utilizando uma mola para armazenar energia.

Pode-se dizer que os exoesqueletos passivos ajudam as pessoas a realizar tarefas fisicamente exigentes, reduzindo as tensões que ao longo do tempo podem se transformar em lesões, mas não aumentam as capacidades humanas. Por outro lado, os exoesqueletos motorizados podem ser classificados como de assistência ou de aprimoramento.

Existem também os exoesqueletos que se propõe a auxiliar pessoas com algum tipo de deficiência. Neste caso, os exoesqueletos motorizados podem ser conectados a um computador de controle e a um sistema hidráulico, por exemplo, ou ser completamente autônomos.

Os usos mais comuns dos exoesqueletos são:

– Aplicação industrial: Reduz as lesões produzidas por trabalhos repetitivos e outros que exigem posições nocivas ergonomicamente gerando fadiga, lesões e afastamentos;

– Transporte e trabalhos pesados: percorrer distâncias curtas mais rápido e manter posturas incômodas por mais tempo;

– Atividades militares: melhora de precisão e habilidade com o armamento;

– Ajuda a pessoas com deficiências: através de sensores biométricos que captam estímulos nervosos;

– Trabalhos de resgates: agiliza processos, facilitando levantamento de pesos rapidamente;

– Reabilitação: ajuda a manter o equilíbrio e melhora a mobilidade, facilitando a recuperação;

– Treinamento: modernização de academias para reforçar o trabalho muscular.

No campo da saúde, os exoesqueletos podem ser utilizados no auxílio a pessoas com diversas patologias, como:

– Lesões da medula espinhal;

– Paralisia cerebral;

– Atrofia muscular;

– Distrofia muscular;

– Miopatias e outras doenças neuromusculares que causam fraqueza global progressiva.

Na indústria, linhas de montagem, assim como armazéns, são locais onde um exoesqueleto pode trazer múltiplos benefícios. Tarefas pesadas e repetitivas ou que resultam em posturas incômodas que prejudicam os trabalhadores, razão pela qual algumas empresas estão incorporando estruturas robóticas de corpo inteiro ou de membros. Desta forma, é possível libertá-los de cargas pesadas, de excesso de esforço e também torná-los mais resistentes a posturas incômodas ao longo do dia de trabalho.

Entretanto, o alto custo dessas unidades é uma barreira significativa à utilização em geral. No caso dos exoesqueletos médicos, estamos falando de dezenas de milhares de euros por unidade, mesmo para as opções mais acessíveis. Atualmente, somente os centros médicos mais avançados com os maiores orçamentos, assim como as grandes indústrias, podem assumir esses gastos.

Nesse contexto, desenvolver um exoesqueleto passivo que suporte as atuais necessidades da indústria nacional, com um custo acessível e que atenda aos requisitos de biomecânica e antropometria brasileiros, torna-se uma necessidade e um diferencial estratégico para o país. Também contribui para o avanço do conhecimento científico e tecnológico, possibilitando a formação de profissionais capacitados.

Autor
Nelson da Silva Bento
CFO da TEKMA

Primeiro exoesqueleto patenteado em 1890  nos EUA