Ajuste dirigido por la preferencia del usuario con intervención humana del apoyo de un exoesqueleto durante la marcha

Ayudar a las personas a caminar con menos esfuerzo

Imagínese poder ajustar una ayuda para caminar portátil con la misma facilidad con la que ecualiza el sonido de sus auriculares. Este estudio explora si las personas pueden enseñar rápidamente a un dispositivo robótico de cadera a ayudarles a caminar de un modo que resulte agradable y consuma menos energía, basándose únicamente en sus propias sensaciones en lugar de en equipos complejos de laboratorio.

Un ayudante robótico en la cadera

Los investigadores emplearon un exoesqueleto de cadera, un armazón ligero con motores en las caderas que asisten el movimiento de las piernas mientras la persona camina en una cinta. En lugar de que ingenieros programaran de antemano cómo y cuándo el dispositivo debe empujar o tirar, el equipo dio a cada caminante un pequeño mando de mano. Con él podían desplazar cuatro momentos clave en el ciclo de la marcha en que el exoesqueleto cambiaba de dirección o entregaba su máxima ayuda. Una pantalla frente a ellos mostraba curvas sencillas del patrón de asistencia para que pudieran ver cómo sus cambios afectaban el apoyo que percibían.

Permitir que los usuarios ajusten su propia asistencia

Participaron once adultos sin problemas para caminar. Tras un breve periodo de familiarización, cada persona caminó con el exoesqueleto y usó el mando para explorar distintos patrones de asistencia. Se les pidió que recorrieran toda la gama de posibilidades y que se quedaran con el patrón que les resultara mejor y que pareciera reducir su esfuerzo. No hubo un límite de tiempo fijo. En promedio, los participantes probaron alrededor de treinta ajustes diferentes y necesitaron aproximadamente once minutos para decidir que habían encontrado su forma preferida de ser asistidos. Curiosamente, casi siempre cambiaban un solo momento a la vez, lo que sugiere una búsqueda cuidadosa y por pasos más que un ensayo y error aleatorio.

Ahorro de energía sin cálculos complejos

Aunque los caminantes se fiaron únicamente de sus propias sensaciones, sus elecciones aportaron ahorros energéticos medibles. Cuando el exoesqueleto usó el patrón de sincronización preferido por la persona, el coste energético de la marcha disminuyó en torno al 17 por ciento en comparación con llevar el mismo dispositivo que no proporcionaba par útil. Al tener en cuenta también el peso añadido del propio dispositivo, esto todavía supuso una reducción apreciable frente a caminar sin él. Los investigadores desplazaron luego cada uno de los cuatro instantes hacia antes o después en el ciclo del paso. Estos cambios, incluso cuando fueron bastante grandes, apenas alteraron el ahorro energético, lo que sugiere que los patrones elegidos por los usuarios no solo eran efectivos sino también tolerantes a pequeños errores de sincronización.

Cómo sigue sintiéndose el control para el usuario

Más allá del uso de energía, el equipo quiso saber cómo el uso del exoesqueleto afectaba la sensación de las personas de estar al mando de sus propios movimientos. Tras caminar con el dispositivo ajustado a cero ayuda o con su patrón de asistencia afinado, los participantes valoraron afirmaciones sobre cuánto sentían que eran ellos quienes provocaban el movimiento. Como era de esperar, las personas se sintieron más en control cuando el dispositivo no estaba ayudando activamente. Aun así, incluso con asistencia parcial, las puntuaciones disminuyeron de forma notable, mostrando que los empujes y tirones del dispositivo cambiaban la experiencia de propiedad del movimiento. Esto sugiere que los diseños futuros deben equilibrar los beneficios físicos con lo natural que se perciba el movimiento.

Por qué importa este enfoque

Este estudio demuestra que permitir a los usuarios ajustar un exoesqueleto de cadera por sensación puede producir rápidamente una asistencia personalizada para la marcha que reduce el coste energético a niveles similares a los métodos de laboratorio más lentos. Las configuraciones preferidas variaron considerablemente entre individuos, subrayando la necesidad de ajuste individual en lugar de un programa único para todos. Debido a que el método es rápido y no requiere equipos voluminosos de medición, podría hacer que los exoesqueletos sean más prácticos para personas mayores, pacientes en rehabilitación y usuarios cotidianos. Los hallazgos también señalan hacia sistemas futuros que combinen la retroalimentación del usuario con algoritmos inteligentes, creando ayudas para caminar que se adapten no solo al cuerpo sino también a cómo cada persona quiere moverse.

Cita: Schäfer, N., Zhao, G., Li, B. et al. User preference-based human-in-the-loop tuning of exoskeleton assistance during walking. npj Biomed. Innov. 3, 32 (2026). https://doi.org/10.1038/s44385-026-00085-7

Palabras clave: exoesqueleto de cadera, asistencia a la marcha, ajuste por el usuario, humano en el bucle, coste metabólico