Por Andrés Felipe Acosta Rodríguez
Periodista y especialista en Comunicación Digital y Medios Interactivos, con experiencia en redacción de contenidos para entornos digitales.
Especialistas de las universidades UNAB y de Pamplona lideran un proyecto que busca replicar el funcionamiento natural de las extremidades humanas. Hasta el momento, se ha validado su efectividad mediante simulaciones de realidad mixta, logrando un impacto emocional profundo en pacientes con malformaciones congénitas.
A través de una simulación en realidad mixta, una paciente de 14 años con malformación congénita pudo experimentar por primera vez cómo sería tener manos y pies funcionales. No se trató de una intervención médica ni de la instalación de prótesis físicas, sino de una prueba virtual desarrollada como parte del estudio de la Universidad UNAB y el Grupo de Investigación en Ciencias de la Ingeniería, Tecnología e Innovación Industrial.
El nombre de este proyecto es Diseño, construcción y adaptación de prótesis inteligentes con piel artificial sensible de miembros superior muñeca-mano e inferior tobillo-pie de cada una de las extremidades para una niña con malformaciones congénitas de la ciudad de Cúcuta, Norte de Santander.
“Cuando la joven utilizó la simulación y pudo ver y mover sus miembros, experimentó una reacción emocional fuerte. A los pocos minutos comenzó a llorar, porque sentía que podía tener esas extremidades. Esto demuestra que no solo estamos desarrollando tecnología, sino generando oportunidades reales de transformación de vida”, relató el equipo especialista.
El desarrollo es liderado por los académicos Antonio Faustino Muñoz Moner (UNAB) y Aldo Pardo García (Universidad de Pamplona), quienes han trabajado durante años en una línea de estudio orientado a la simulación de sistemas mediante tecnologías autónomas. En este caso, el enfoque se traslada al campo biomédico, con el objetivo de diseñar una extensión artificial que no solo permita el movimiento, sino que integren capacidades sensoriales y adaptativas.
“Las tecnologías tradicionales suelen ejecutar movimientos de la prótesis de manera descoordinada, sin la cadencia adecuada que se presenta en un miembro sano. Eso hace que la persona camine desfasada, que nunca logre una marcha natural, que el desplazamiento se vea forzado. En muchos casos, son prototipos que cumplen una función básica, pero que siguen siendo torpes desde el punto de vista biomecánico. Nuestro enfoque parte de reconocer ese límite y de proponer algo distinto: no mover por mover, sino emular el comportamiento real de un miembro sano”, explicó Muñoz Moner.
El experto de la UNAB también precisó que la clonación artificial consiste en el diseño funcional de un dispositivo a través de sistemas micro y nanoelectromecánicos inteligentes, que permiten emular el comportamiento de miembros sanos por aprendizaje autónomo basados en agrupamientos difusos.
El proyecto está actualmente en una fase de implementación intermedia, en la que ya se ha construido un prototipo virtual del sustituto de muñeca y mano, así como tobillo y pie, y se han realizado pruebas de simulación utilizando las dimensiones reales de la paciente. Este proceso forma parte de una metodología que prioriza la validación digital antes de la fabricación física, lo que permite optimizar el diseño y anticipar posibles ajustes.
“Las nuevas metodologías de diseño requieren primero un prototipo virtual. Hemos logrado simular completamente las prótesis y validar su funcionamiento antes de pasar a la construcción física. Esto permite optimizar el diseño y reducir la incertidumbre en las etapas posteriores”, señaló el profesor Muñoz.
Un elemento sensible
Uno de los elementos innovadores del proyecto es la piel artificial capaz de percibir estímulos del entorno. Está basada en nanomateriales, incorpora sensores que detectan variables como temperatura, humedad o contacto, lo que aporta una dimensión adicional a la funcionalidad de la prótesis.
“La piel artificial integra mecanismos que perciben condiciones del entorno como lo hace la piel humana. Estos materiales, desarrollados a escala nanométrica, tienen propiedades de autoensamblaje, autoreproducción y autoacoplamiento que no existen en materiales tradicionales, lo que garantiza su adaptación al sistema biológico”, afirmó el docente de Ingeniería Mecatrónica UNAB.
A diferencia de otros desarrollos que requieren procedimientos quirúrgicos complejos para su integración con el cuerpo, esta plantea un enfoque no invasivo. El uso de nanomateriales con propiedades autoensamblables permitiría el acoplamiento del dispositivo a la piel sin necesidad de intervenciones quirúrgicas, lo que representa una ventaja significativa en términos de accesibilidad y seguridad que facilita la implementación en pacientes.
El sistema de movimiento se basa en modelos de aprendizaje que utilizan señales electromiográficas y algoritmos inteligentes para replicar el comportamiento de un miembro humano. En este sentido, el desarrollo no actúa únicamente como un dispositivo mecánico, sino como un sistema capaz de adaptarse a las condiciones del usuario y del entorno.
Además, el profesor añadió que “la información capturada por la piel no se utiliza para emular una respuesta motriz, sino para la seguridad del miembro artificial, como la detección de superficies calientes, obstáculos o condiciones ambientales. Este se logra mediante sistemas de aprendizaje basados en señales biológicas y algoritmos inteligentes”.
La base conceptual de esta creación se encuentra en la denominada clonación artificial, una metodología que integra herramientas como algoritmos genéticos, lógica difusa y redes neuronales para reproducir el comportamiento de sistemas reales. Este enfoque ha sido aplicado previamente en contextos industriales, donde ha demostrado su capacidad para reproducir sensores y dispositivos con alta fidelidad y menor costo.
Por Franz Dieter Hensel Riveros
Por Erika Alcira González Pinto
