No sirve de nada la investigación si se queda en el laboratorio

Una niña de seis años cambió la vida de Elena García. Fueron los padres de Daniela, tetrapléjica a consecuencia de un accidente, quienes acudieron a esta ingeniera que ya trabajaba en exoesqueletos para la industria. La visita cambió el curso de su investigación. Hoy, García, recientemente elegida miembro de la Selección Española de Ciencia 2015, centra sus trabajos en la movilidad infantil.

Conmovida por la historia de Daniela, Elena García ha hecho convivir en su laboratorio los conceptos de ingeniería con la preocupación por la enfermedades neuromusculares, la escoliosis y la atrofia muscular.

- ¿Cómo ha influido Daniela en su carrera?

- Es una niña tetrapléjica. Sufrió un accidente de tráfico a los doce meses de vida. Nunca llegó a caminar. Tenía seis años cuando vinieron sus padres a vernos en 2009. Ahora tiene 12. Yo ya trabajaba con robots caminantes, llevaba haciéndolo desde el comienzo de mi periodo predoctoral. Mi especialidad es el control de la locomoción estable. Es decir, evitar que el robot se caiga al caminar y conseguir que se mueva por diferentes tipos de terreno –blando, duro, un escalón– sin perder el equilibrio. Cuando tuve mi plaza de científica titular empecé a introducirme en otro tipo de tecnologías, como mejorar los actuadores para que fueran más potentes, más pequeños y que se pudieran integrar en estructuras más ligeras y de menor tamaño. Todo enfocado al sector industrial, dirigido a crear exoesqueletos que pudieran ser acoplados a aquellos trabajadores que tienen que realizar mucha fuerza. Pero ¿qué pasó? que vino la familia de Daniela… Fue todo una casualidad. Ellos son andaluces, pero cuando la niña tuvo el accidente se trasladaron a Madrid para estar cerca del Centro de Parapléjicos de Toledo. El dueño de la casa que alquilaron era una persona que había trabajado con nosotros, un industrial con el que había hecho ya proyectos para la industria. Nos reunimos con los padres. Habían visto exoesqueletos para adultos parapléjicos, habían contactado con ellos, pero no veían nada para niños. Justo en ese momento yo estaba solicitando un proyecto al ministerio y no tuve inconveniente en cambiar la orientación y hacer la prueba de concepto, la final, con Daniela. Hablamos con el comité de Bioética del CSIC y lo hicimos todo de acuerdo a la normativa. Desarrollamos tecnología muy pionera. Terminamos el proyecto con ocho premios internacionales y probamos el primer exoesqueleto con Daniela, un doble hito a nivel internacional en tetraplejia y en pediatría. Fue en abril de 2013.

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- ¿Abren sus investigaciones la puerta de la esperanza para muchos niños?

- Nosotros habíamos hecho ese prototipo a medida de Daniela teniendo en cuenta sus medidas y su patología. Pero el proyecto de investigación no era hacer solo eso. Había tecnología subyacente, unas articulaciones que imitan el funcionamiento del músculo natural y que se adaptan a todos los terrenos, etc. Enseguida se nos acercaron médicos, familias, sobre todo con vistas a enfermedades neuromusculares de origen genético, aquellas en las que hay un gen portador del padre o de la madre. Son patologías en las que, al no generarse una determinada proteína, se van muriendo las motoneuronas, es decir, las neuronas que transmiten la señal de movimiento desde el cerebro a los músculos. No es como una lesión medular que rompe esa autopista de la comunicación neuronal. En algunos casos es terriblemente grave, como la atrofia espinal, que es la segunda causa de mortalidad infantil en países desarrollados. Los niños se van debilitando. Como consecuencia, se provoca una escoliosis, que es una curvatura en la columna, van cayendo y termina generándose una atrofia pulmonar. Los niños se mueren de neumonía. La tragedia más grande es que cognitivamente son niños superiores a la media. Se quieren comer el mundo. Tienen una gran capacidad de relación social, una inteligencia bárbara. Si nosotros pudiéramos mantenerlos caminando, no se generarían estas complicaciones. Los problemas suceden en el momento en que pierden por completo la capacidad de caminar. Si siguieran andando, aunque fuera con algún tipo de ayuda, se retrasaría o quizá no se generaría la escoliosis ni ninguno de los problemas asociados.

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- ¿Se puede comprar el exoesqueleto?

- El problema es que cómo le transmites tu a la sociedad que tienes un resultado que puede salvar vidas, pero que todavía no se puede comercializar. A nivel mundial tampoco hay nada. Por eso he establecido dos líneas de trabajo. Una es la investigación para mejorar toda la tecnología y adaptarla a las enfermedades neuromusculares, que son degenerativas y cambiantes. Son muy diferentes a una tetraplejia, aunque la mayoría terminen en ello. Durante el camino hay una sintomatólogía muy variable en cada articulación. El robot tiene que ser capaz de adaptarse a todo esto, evolucionar, para que no solo ayude al niño a moverse, sino también para servirle como instrumento rehabilitador, para intentar frenar esa curva descendente en su estado de salud. La otra pata de mis preocupaciones pasa por la transferencia de toda esta tecnología a la sociedad. No sirve de nada que nosotros investiguemos mucho si todos esos desarrollos se quedan en el laboratorio. Por eso hemos creado una empresa, Marsi Bionics, con ayuda del CSIC. Estoy luchando para intentar conseguir que podamos empezar a comercializar esos exoesqueletos con el único ánimo de que estos niños puedan utilizarlos.

El exoesqueleto es como un traje que imita el movimiento muscular

- ¿Cuánto puede costar aproximadamente un exoesqueleto?

- Sin margen, unos 50.000 euros. Mi deseo es que lo pueda cubrir la Seguridad Social. También estamos hablando con compañías de seguros.

- Cómo funciona.

- Es un robot. El cerebro está distribuido en diferentes tarjetas de control, a lo largo de la estructura mecánica, el chasis. Es una estructura articulada, en paralelo a las articulaciones humanas y está dotada de unos motores que son los que generan la fuerza en sustitución del músculo. También tiene infinidad de sensores que toman en cuenta diferentes variables: la posición y fuerza articular, la presión plantar… El conjunto de tarjetas electrónicas miden todos esos parámetros, es decir, el ángulo de la articulación, la fuerza que está ejerciendo el motor… todo conforme a un patrón preestablecido.

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- Cómo se comanda.

- Depende de las capacidades del niño. Cuando se trata de una enfermedad progresiva, con algo de movilidad residual, pero sin fuerza, el exoesqueleto capta el movimiento muscular, imita el que se produce en las extremidades y lo amplifica. Es como un traje porque los receptores sensoriales miden fuerza y posición, con lo cual es totalmente natural. El niño intentará caminar, el exoesqueleto hará el resto. Luego hay situaciones muy extremas en los que el niño no tiene nada de movilidad. Ocurre con los afectados por tetraplejia o con aquellos que padecen una enfermedad neurogenerativa en estadios avanzados. En esos casos, utilizamos un joystick, aunque hay investigaciones abiertas en captar la intención del movimiento a través de interfaces cerebrales o de captación de la activación muscular. Pero todo esto todavía no está maduro como para implementarlo en un dispositivo comercial.

- ¿Si un niño sano se cae muchas veces, cómo evitar que uno con un exoesqueleto no lo haga?

- Nosotros hemos desarrollado el proyecto Atlas. Lleva tres motores en cada pierna, uno en la cadera, otro en el tobillo y otro en la rodilla para imprimir movimiento en el plano sagital, es decir, hacia adelante. No puede girar ni controlar el equilibrio, es decir, no puede abrir la pierna para evitar una caída. Es un prototipo que se realizó para una prueba en laboratorio. Los exoesqueletos comerciales para adultos son iguales, pero con un motor menos, cadera y rodilla. Están indicados para adultos parapléjicos, es decir, con movilidad torácica, lo que les permite soportarse con muletas. Realizan los cambios de dirección clavando las muletas y haciendo un giro de tronco. Los pacientes se ayudan de las muletas para mantener el equilibrio.

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- Pero ese no es el caso de Daniela

- Ella es tetrapléjica y esta opción no era factible. Por eso le colocamos un andador acoplado al exoesqueleto. Es muy aparatoso porque lo hicimos aquí en nuestro taller, no era algo comercial, era solo para probar la movilidad del sistema hacia adelante y evitar que la niña se cayera hacia los lados. Los motores del exoesqueleto la levantan de la silla y le mueven las piernas.

- ¿Quiere eso decir que para que el niño no se caiga tendrá que llevar necesariamente un andador?

- Estamos trajabando en mejorar todo esto. El nuevo prototipo que estamos desarrollando tiene cinco motores. Lleva los tres en el plano sagital y dos más para controlar el equilibrio y el cambio de dirección sin muletas ni andadores. Así podremos quitar el andador. En abril y mayo comenzaremos los ensayos clínicos en el hospital infantil Sant Joan de Deu en Barcelona y en 2017 en el Ramón y Cajal de Madrid. También se harán pruebas en casa de un niño gracias a la financión que la Mutua Madrileña ha concedido al Hospital Ramón y Cajal para esta evaluación clínica.

En nuestro laboratorio trabajamos por crear exoesqueletos que se adapten al niño, evolucionar, le ayuden a moverse y le sirvan como instrumento rehabilitador

- Hay robots muy estables.

Ya sé que los hay que caminan, corren, hacen tai-chi… pero todo en entornos muy controlados donde las perturbaciones no se contemplan. Cuando hablamos de niños, hay que contemplar los imprevistos, como que venga otro y le empuje ¿Qué haremos para estos casos? Incorporar otro tipo de mecanismos de seguridad como un airbag.

- ¿Qué velocidad alcanza un exoesqueleto?

- No es el tema más preocupante. De hecho, nunca llegamos a utilizar el exoesqueleto de Daniela al máximo de sus capacidades en este sentido. Lo primero que te dice tanto el padre, como el médico, como el paciente es que vaya despacio. Ahora mismo tienen una velocidad de paseo, de 0,8 m/s.

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- ¿Qué pasa cuando el niño crece?

Tenemos tallas y un sistema telescópico dentro de cada una de ellas. Basta con cambiar una pieza para ganar unos centímetros.

- ¿Qué autonomía tiene?Está equipado con baterías de ion-litio. En principio, en función del uso que se le dé, podemos garantizar 5-6 hora de autonomía. Llevarán un segundo juego de baterías reemplazables.

- ¿A cuántos niños pueden beneficiar los exoesqueletos.?

A todos los que tienen problemas de movilidad: parálisis cerebral, enfermedades neuromusculares , espina bífida. En España, en total, 120.000 niños, en Europa 700.000 y en el mundo unos 15 millones de niños

- ¿Quién tiene que financiar todo esto?

En un caso como el nuestro la inversión se complica mucho porque tiene que pasar por certificaciones, pruebas de seguridad, riesgos. Si además se trata de robótica, hay que añadirle la compatibilidad electromagnética, los controles ergonómicos… Hay que hacer todo un desarrollo de un nuevo diseño pensando ya en esta normativa y realizar infinidad de pruebas, muchas de ellas destructivas. ¿Qué ocurre? Que los inversores están dispuestos a poner su dinero cuando la fase de venta está próxima, pero no en este punto. En algunos países es el gobierno el que financia estas fases de desarrollo. En Japón se aportan 750.000 euros para una spin off como la nuestra. En Singapur, por el estilo. En Estados Unidos, igual. Aquí en España tenemos instituciones como el CDTI, que es pública, y ENISA, privada con fondos del Estado. Ambas tienen mecanismos para ayudar a empresas en etapa de creación, pero con unos condicionantes que requieren que la entrada de capital privado sea igual a la institucional. Con lo cual, sigues teniendo la misma barrera, es pronto para que entre el capital privado, y sin éste, no llega tampoco el público.

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- ¿Por eso una campaña de crowfounding?

Cuando se trata de proyecto de mucho impacto social, este tipo de acciones puede funcionar. Hemos hecho un análisis de quién está receptivo a este proyecto y son personas físicas, familias con niños no necesariamente afectados. Principalmente mujeres. Hemos planteado un crowfounding pensado en ellos, con recompensas como un kit de robótica educativa infantil o camisetas. También está la posibilidad de invertir con participaciones desde 3.000 euros. Pero la gente que contribuye no lo hace pensando en rentabilidad, sino en la satisfacción personal que les proporciona apoyar un proyecto de este tipo.

- ¿Qué haría si tuviera el presupuesto de La Roja?

No necesito tanto. Con 15 millones de euros conseguiría que todos los niños del mundo pudieran caminar.

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