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El verdadero hombre de hierro

El soldado del futuro contará con suplementos y prótesis mecánicas para potenciar sus capacidades, levantar más peso o saltar más alto. Estos implementos, que parecen salidos de una película de ciencia ficción, comienzan ya a ser utilizados en algunos ejércitos del mundo.

Un soldado sube con facilidad una ladera bastante escarpada en una zona montañosa de Afganistán. Se mueve rápido, como si no estuviera haciendo esfuerzo alguno. No solo llama la atención la agilidad con la que se mueve, sino que lo realmente impresionante es que carga un pesado proyectil de artillería. Está terminando de emplazar un obús en la cima del promontorio. No hay camiones, ni grúas, ni mulas. En apariencia es solo fuerza humana. ¿Un superhumano? No; el secreto está en un dispositivo que se adosa a su cuerpo y que potencia capacidades que un hombre ordinario no alcanzaría: un exoesqueleto.

Estos suplementos mecánicos permiten a los combatientes correr más rápido, cargar armas y equipamiento más pesados, soportar impactos de balas y sortear obstáculos en el campo de batalla con mayor facilidad. Incluso volar. Son conocidos como exoesqueletos mecánicos, exotrajes o exoesqueletos robot, ya que recuerdan la estructura externa que presentan los artrópodos, como las arañas o los insectos.

Aunque la secuencia del soldado en Afganistán es ficción, podría volverse verdadera muy pronto, cuando las Fuerzas Armadas de EE. UU. hagan masivo alguno de los proyectos de exoesqueleto en los que vienen trabajando varias de sus contratistas de defensa. Además del uso militar, la tecnología de exoesqueletos puede convertirse en una gran ayuda para minimizar el impacto de ciertas afecciones motrices o para prevenir lesiones en trabajos donde el esfuerzo corporal sea constante.

FUERZA BRUTA

Uno de los exoesqueletos más avanzados del mundo es el XOS 2, desarrollado por la empresa Raytheon para el Ejército de los EE. UU. Este traje, que tiene el aspecto de un insecto gigante hecho de caños y mangueras hidráulicas, permite a quien lo vista levantar objetos pesados en una relación de 17 a 1. Cada brazo puede ejercer 200 kilogramos de fuerza por centímetro cuadrado.

La prótesis metálica presenta articulaciones que acompañan el movimiento humano de forma suave y eficiente, potenciando las habilidades de quien lo utilice. Cada articulación del traje posee procesadores a través de los que se envían las órdenes para realizar los movimientos. El soldado que lo vista podrá caminar, correr e incluso romper con un golpe “de puño” maderas de 8 centímetros de espesor.

Por el momento, la compañía está enfocando el XOS 2 para realizar tareas de logística. Se calcula que, en promedio, el personal de logística y soporte militar levanta 7000 kilogramos al día, lo que origina innumerables lesiones y desgaste corporal. Según calculan sus fabricantes, este modelo de exoesqueleto reemplaza el trabajo de tres soldados, lo que reduce no solo la probabilidad de lesiones, sino que también eficientiza el trabajo del personal y baja los costos.

Actualmente, el XOS 2 está alimentado por un cable externo conectado a un generador, pero Raytheon está planeando desarrollar una mochila para cargar el combustible, que le dará ocho horas de autonomía.

El otro prototipo que se está desarrollando es el Human Universal Load Carrier (HULC, por sus siglas) de la empresa de defensa y aviónica Lockheed Martin. Creado originalmente por Berkley Bionics, el HULC es un exoesqueleto pensado para que quien lo utilice pueda cargar cientos de kilos en su espalda y desplazarse largas distancias. La diferencia con el XOS 2 es que el HULC no es un dispositivo de cuerpo entero, sino solo para las piernas. Esto le da una ventaja que no posee el resto: es el único exoesqueleto que ha probado que reduce efectivamente el consumo de oxígeno de quien lo utiliza, mejorando su resistencia. Mediante sensores detecta el movimiento del cuerpo para que una microcomputadora haga que el traje reaccione al mismo tiempo que el humano, otorgando una sensación totalmente natural. Su batería puede ser equipada con un generador que hace que dure tres días.

Aunque ambos dispositivos están construidos en titanio, ninguno ofrece protección ante fuego enemigo. El desafío está en agregar algún tipo de blindaje sin que signifique mucho peso extra.

DEL HOMBRE A VAPOR AL TRAJE DE SUPERMAN

El concepto con el que trabaja el exoesqueleto es el de “humanidad aumentada”, o sea, el de hacer crecer las capacidades ya inherentes al hombre, pero en una magnitud inalcanzable para sus músculos y huesos. De esta manera, podrá correr más rápido, cargar más peso o saltar más alto. No es una idea nueva. De hecho, incluso la más antigua armadura es, en efecto, un exoesqueleto, ya que aumenta la protección de los órganos internos del hombre.

Sin embargo, la noción actual de exoesqueleto comprende una idea un poco más compleja. Según Brooks Landon, en el libro Science Fiction After 1900: From the Steam Man to the Stars, la primera idea de un cuerpo con músculos mecánicos apareció en 1868 en la novela de ciencia ficción The Steam Man of Prairies, de Edward Sylvester Ellis. Allí se describía una máquina gigante a vapor con forma humanoide que llevaba a su inventor en un carro detrás y que alcanzaba casi los 100 km por hora. Su propósito: cazar búfalos y aterrorizar indios.

En 1961, según consta en un artículo de Associated Press, el Pentágono invitó a desarrolladores para que le presentaran proyectos de suplementos robóticos que se pudieran utilizar en el mundo real. El artículo firmado por Frank Cormier hablaba de un “servo-soldado” al que describía como “un tanque humano equipado con dirección asistida y frenos de potencia”, que podría correr más rápido y levantar objetos muy pesados, y que sería inmune a la guerra bacteriológica, al gas venenoso y a la radiación y el calor de explosiones nucleares.

Hacia mediados de los 60, época en que nacía Iron Man -el personaje de historietas creado por Marvel Comics cuyo distintivo es un traje robótico que le permite volar, disparar y protegerse de los disparos-, se concibieron dos prototipos. Uno, encarado por el ingeniero Neil Mizen, de la Universidad Cornell, era una estructura portátil de 16 kilogramos bautizada como “el traje de Superman”. La revista Popular Science, uno de los mensuarios de divulgación científica más reconocidos del mundo, predijo en aquel momento que el exoesqueleto de la Universidad Cornell iba a poder levantar 500 kilogramos con cada mano.

El otro proyecto estaba impulsado por la compañía General Electric. Era conceptualmente diferente, ya que consistía en un dispositivo de 5,5 metros de alto que llevaría a su operador adentro. Fue bautizado como el “pedipulator”.

Ninguno de los prototipos prosperó, por resultar poco práctico. Pero la idea de un suplemento que aumentara las capacidades humanas no murió con ellos y las investigaciones continuaron. En la década del 80, científicos del Laboratorio Nacional Los Álamos diseñaron un exoesqueleto de cuerpo entero pensado para los soldados de infantería. De todas formas, el proyecto, llamado el traje Pitman, quedó solamente en los borradores.

Los años 90 tampoco trajeron ningún prototipo que prosperara. La idea estaba, pero había limitaciones tecnológicas que no permitían que los prototipos avanzaran: todavía no había computadoras suficientemente rápidas para procesar los movimientos del traje con suficiente naturalidad. Ni hablar de suministros de energía que fueran portables. Los trajes resultaban bastante limitados en sus funciones y abultados en su estructura como para que pudieran ser utilizados en una situación real.

QUEREMOS A IRON MAN

El nuevo milenio trajo consigo muchos adelantos que facilitarían el trabajo con exoesqueletos. El Pentágono decidió en 2001 apoyar nuevamente estas ideas. A través de la agencia DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency), su incubadora de tecnología de vanguardia, fondeó con 75 millones de dólares el programa “Exoesqueletos para el Aumento del Rendimiento Humano” (Exoskeletons for Human Performance Augmentation). Según consta en un artículo de 2008 publicado en Popular Science por el periodista Gregory Mone, los objetivos de DARPA “parecían salidos de un cómic: querían una máquina que permitiera al soldado promedio levantar centenares de kilos y caminar por días sin fatigarse, manipular armas que normalmente requerirían dos personas y sacar a los heridos de un campo de batalla cargando uno o dos en la espalda”. Además, querían que el traje protegiera al soldado del fuego enemigo, por lo que el traje debería tener más blindaje. Como dice Mone en el artículo, “querían a Iron Man”.

Una empresa llamada Sarcos propuso un sistema innovador en el que sensores detectarían las contracciones de los músculos del humano y en consecuencia activarían las válvulas hidráulicas que actúan como los tendones, contrayendo o relajando las piezas de la misma forma en que lo harían los músculos. De esa idea surgió el prototipo experimental WEAR (Wearable Energetically Autonomous Robot), que, una vez adquirida Sarcos por la contratista de defensa Raytheon, se convirtió en el XOS.

En paralelo, Berkley Bonics comenzó a trabajar en HULC -otro nombre que remite a personajes de cómics-, que luego seguiría desarrollando la Lockheed Martin.

MEJOR CALIDAD DE VIDA

Del otro lado del mundo, en Japón, también se están llevando a cabo desarrollos de exoesqueletos, y no solo pensando en el campo de batalla. En un esfuerzo conjunto, la Universidad de Tsukuba y la empresa de robótica Cyberdyne desarrollaron el HAL (Hybrid Assistive Limb, Extremidad de Asistencia Híbrida), un exoesqueleto que apunta a personas con problemas motrices o en rehabilitación. A diferencia de la tecnología que utilizan el XOS y el HULC, que son activados por la contracción del músculo que va a mover la extremidad, el HAL “lee” la señal eléctrica que envía el cerebro a los músculos, de forma que adivina lo que la persona quiere hacer. Si las capacidades motrices de aquel que lo viste no están dañadas, el HAL acompañará ese movimiento de forma muy natural. Si la persona se encuentra inhabilitada para hacerlo, el exoesqueleto lo hará por ella, como si se tratara de sus propias piernas o brazos.

El HAL es invento del profesor Yoshiyuki Sankai, quien pasó tres años (desde 1990 hasta 1993) haciendo un mapa de las neuronas que gobiernan el movimiento de las piernas. El primer prototipo llegó hacia finales de la década de 1990. Primero solo fue un exoesqueleto para las piernas y cadera, y luego se desarrolló el equipo para todo el cuerpo. Hoy en día está disponible la quinta generación de HAL, cuyo peso es de 23 kg (la versión de cuerpo entero) y cuya batería tiene casi tres horas de autonomía. Opera con un sistema híbrido que ofrece tanto un control voluntario del equipo como uno automático.

El HAL no solo fue pensado para ayudar a personas mayores o con problemas motrices, sino que también apunta a penetrar en el mundo del trabajo, sobre todo como soporte para levantar objetos pesados. Por ejemplo, se utilizó en el desmantelamiento de la planta nuclear de Fukushima después de que el tsunami que azotó el norte de Japón en 2010 pusiera en riesgo la estabilidad de su núcleo. Gracias al HAL, los trabajadores lograron soportar mejor los chalecos de tungsteno de 60 kilos que debían vestir para protegerse de la radiación, además de poder levantar objetos pesados.

En situaciones más normales, enfermeros utilizan este exoesqueleto para poder cargar pacientes con mayor facilidad. Actualmente, el HAL obtuvo un estándar internacional como equipamiento médico y, desde febrero de 2013, es el único exoesqueleto con certificación global de seguridad.

Hablar de exoesqueletos ya no es hablar de ciencia ficción. Algunos prototipos ya están en operaciones y todo indica que en los próximos años se irán masificando. Otros desarrollos que se están llevando a cabo, como nanotrajes que utilizan partículas nanométricas con propiedades especiales, permitirán camuflaje óptico, mayor resistencia y flexibilidad. El soldado del futuro se está haciendo presente.

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