No podcast 110 Histórias, 110 Objectos, um dos parceiros da Rede PÚBLICO, percorremos os 110 anos de história do Instituto Superior Técnico (IST) através dos seus objectos do passado, do presente e do futuro. No 66.º episódio do podcast, exploramos um exoesqueleto humano.

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Parece-se com uma bota mas é uma das primeiras estruturas externas de apoio ao corpo humano desenvolvidas por investigadores portugueses. No IST, entre 2007 e 2013, deram-se grandes passos no desenvolvimento de soluções de engenharia com aplicação na área da saúde, através da criação e desenvolvimento do exoesqueleto humano. O conhecimento de professores, investigadores e estudantes do Técnico colocava-se, com um nível de profundidade sem precedentes no país, ao serviço da melhoria da vida de quem vive ou convive com um problema de saúde.

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Neste caso, para solucionar uma patologia no tornozelo designada de pé pendente (quando a perna perde a capacidade de contrair e o pé “cai”). O desafio, aqui explicado por Jorge Martins, docente do departamento de Engenharia Mecânica do IST, tem uma particularidade: “Somos muito sensíveis às patologias do tornozelo e temos um controlo motor muito fino em torno da musculatura para o tornozelo”.

É aí que surge o exoesqueleto, assim definido por Miguel Tavares da Silva, professor associado do mesmo departamento: “é uma estrutura exterior ao corpo humano que funciona em paralelo com as estruturas biológicas e que o ajuda a desenvolver melhor uma dada tarefa ou, eventualmente, a recuperar uma função perdida”. Ao contrário da prótese, que substitui, o exoesqueleto apoia a estrutura biológica.

Os dois professores e investigadores do Instituto de Engenharia Mecânica (IDMEC)/IST, impulsionados pelo financiamento do programa MIT Portugal, mobilizaram esforço e ideias de áreas como a biomecânica, métodos computacionais e robótica para aplicar no exoesqueleto. “Era uma área que estava a começar a surgir e podíamos dar contributos. Foi tudo uma enorme descoberta para nós”, recorda Miguel Tavares da Silva.

Esta aplicação externa para o tornozelo materializou-se num módulo que está na base e que suporta o pé, que é literalmente calçado e complementado por umas correias na parte da perna. A somar a essa estrutura, há ainda “um sistema actuador (motor, caixa redutora, componentes)” e um objecto extra “onde são efectuados cálculos, medições, um processamento, e depois é enviado um sinal de actuação para o motor que promove o movimento de articulação nas juntas”, explica Jorge Martins.

“Com este sistema motorizado, conseguimos voltar a promover essa função, mas de uma forma externa. Já não é o cérebro que contrai o músculo para elevar o pé, mas sim o nosso computador externo que envia um sinal para o motor”, explica. “O que nós pensámos foi arranjar um exoesqueleto que precisamente levantava o pé durante a fase de balanço da marcha. O que ele faz é colocar uma corrente eléctrica num músculo esquelético, que de alguma maneira vai estimular o mesmo impulso nervoso enviado pelo sistema nervoso central. Essa corrente eléctrica vai fazer com que o músculo contraia na altura certa e com a força adequada”, complementa Miguel Tavares da Silva.

O projecto conseguiu cativar muitos estudantes de engenharia biomédica e de engenharia mecânica, que lhe dedicaram as suas teses de mestrado e doutoramento. Na lista de ângulos a explorar cabia quase tudo: modelos computacionais, modelações geométricas do exoesqueleto, selecção de motores e equipamento e muito mais.

O exoesqueleto foi testado essencialmente em pessoas saudáveis, não tendo sido efectuado um estudo clínico aprofundado com um número de doentes. Mas o projecto deixou uma “semente para outros projectos que têm vindo a avançar nas várias equipas de investigação, a nível computacional e de desenvolvimento de dispositivos médicos”, defende Miguel Tavares da Silva. “Este projecto foi também inspirador para outros grupos de investigação nacional”, argumenta.

A “bota” tem ainda a capacidade de despertar a curiosidade das pessoas para a investigação que se faz nesta área de interacção homem-máquina. “Há um bocadinho de ficção científica sempre na cabeça das pessoas, muitos filmes como o Robocop e o Iron Man”, arrisca Jorge Martins.

Não deixa de ser uma forma de espreitar o futuro. E que podemos esperar dele? Responde Miguel Tavares da Silva: “A tecnologia está a avançar rapidamente e a capacidade de engenho do ser humano é incrível: estão sempre a surgir ideias novas, conceitos novos. Diria que no futuro a patologia vai ser cada vez menos notória, cada vez mais vamos ter ajudas técnicas que nos vão permitir fazer uma vida próxima daquilo que é a forma de agir da maioria - para não usar a palavra “normal”, somos todos “normais””.

O podcast 110 Histórias, 110 Objectos é um dos parceiros da Rede PÚBLICO. É um programa do Instituto Superior Técnico com realização de Marco António (366 ideias) e colaboração da equipa do IST composta por Filipa Soares, Sílvio Mendes, Débora Rodrigues, Patrícia Guerreiro, Leandro Contreras, Pedro Garvão Pereira e Joana Lobo Antunes.

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