Investigadores de la Universidad de California en San Francisco han logrado que un hombre paralizado controle regularmente un brazo robótico mediante señales cerebrales o la imaginación transmitidas por computadora.

Con esto vemos como la robótica, que hace algunos años parecía una disciplina reservada para la ciencia ficción, ha alcanzado un desarrollo sin precedentes, posicionándose como una de las industrias con mayor crecimiento en la economía global. Desde robots industriales en fábricas hasta asistentes personales y médicos, la robótica está transformando sectores completos y está en el centro de la cuarta revolución industrial.

De acuerdo con un informe publicado por el International Federation of Robotics (IFR), el mercado mundial de robots industriales ha crecido de manera significativa. En 2020, la cantidad de robots industriales instalados en todo el mundo alcanzó los 3 millones, un aumento considerable en comparación con los 1.5 millones de unidades de 2015. Se espera que esta cifra continúe creciendo, con una proyección de alcanzar los 4.7 millones de robots industriales para 2025.

Así es el brazo robótico

El hombre Pudo agarrar, mover y soltar objetos simplemente imaginándose realizando las acciones. El dispositivo, conocido como interfaz cerebro-computadora (BCI), funcionó correctamente durante un récord de siete meses sin necesidad de ajustes.

Hasta ahora, este tipo de dispositivos solo habían funcionado durante uno o dos días. Esta BCI se basa en un modelo de inteligencia artificial (IA) que se adapta a pequeños cambios en la actividad cerebral a medida que una persona imagina repetidamente un movimiento, mejorando gradualmente su precisión.

“Esta combinación de aprendizaje entre humanos e IA es la siguiente fase de estas interfaces cerebro-computadora”, afirmó el profesor Karunesh Ganguly, neurólogo del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF. “Es lo que necesitamos para lograr una función sofisticada y realista”.

El estudio, financiado por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU., se publicó el 6 de marzo en la revista Cell.

Uno de los participantes, que perdió la capacidad de moverse y hablar tras un derrame cerebral hace años, ahora puede controlar el brazo robótico imaginando movimientos específicos.

El avance clave consistió en comprender cómo cambia la actividad cerebral a diario cuando el participante imagina repetidamente realizar estos movimientos.

Una vez que el sistema de IA fue entrenado para tener en cuenta estos cambios, mantuvo su rendimiento durante meses.

El profesor Ganguly estudió previamente los patrones de actividad cerebral en animales y observó que estos patrones evolucionaban a medida que los animales aprendían nuevos movimientos.

Sospechaba que el mismo proceso ocurría en humanos, lo que explicaba por qué las BCI anteriores perdían rápidamente su capacidad de interpretar las señales cerebrales.

Ganguly y el Dr. Nikhilesh Natraj, investigador en neurología, trabajaron con un participante que había quedado paralizado por un derrame cerebral y no podía moverse ni hablar.

Al participante se le implantaron pequeños sensores en la superficie cerebral para detectar la actividad neuronal cuando imaginaba moverse.

Para investigar si estos patrones cerebrales cambiaban con el tiempo, se le pidió que imaginara mover diferentes partes del cuerpo, como las manos, los pies y la cabeza.

Aunque no podía moverse físicamente, su cerebro seguía generando señales correspondientes a estos movimientos imaginados.

La BCI registró estas señales y descubrió que, si bien los patrones generales se mantuvieron constantes, sus ubicaciones precisas en el cerebro variaban ligeramente cada día.

Finalmente, logró que el brazo virtual realizara las tareas deseadas. Una vez que el participante comenzó a practicar con el brazo robótico real, solo le tomó unas pocas sesiones de práctica transferir sus habilidades al mundo real. Pudo usar el brazo robótico para recoger bloques, girarlos y moverlos a nuevas ubicaciones.

Incluso pudo abrir un armario, sacar una taza y colocarla debajo de un dispensador de agua. Meses después, aún podía controlar el brazo robótico tras una breve puesta a punto de 15 minutos para adaptarse a los cambios en su actividad cerebral a lo largo del tiempo.

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