Una maravilla de la tecnología es el diseño de la mano “biónica” llevado a cabo por KineA Design bajo contrato con el Departamento de Defensa norteamericano que incorpora la amplia colaboración de distintos equipos científicos y técnicos. Todo comenzó con el trabajo del Dr. Todd Kuiken, del Instituto de Rehabilitación de Chicago, (RIC por siglas en inglés) electo como el mejor de los Estados Unidos de América por más de veinte años consecutivos.

Si una persona pierde su brazo y le queda sólo un muñón, el Dr. Kuiken logró aislar los nervios que mueven el antebrazo, la mano y los dedos, tomándolos de muñón y redirigiéndolos al pecho de la persona, hombre o mujer. Los colocó en una cuadrícula con terminaciones metálicas (tactor), y, cuando estimulaba uno de los puntos de la cuadrícula el paciente sentía que le tocaban el brazo o la mano o uno de sus cinco dedos, según el caso; aunque ninguno existía.

Completar el proyecto de hacer la mano era necesario la parte mecatrónica y en ella KineA Design, dirigida, para nuestro orgullo por el dominicano Julio J. Santos Munné jugó un papel estelar. Así como al estimular un punto de la cuadrícula o tactor, el cerebro sentía que le tocaban una parte de su brazo o mano amputada, un dedo, por ejemplo, cuando el paciente quería mover ese dedo, se producía una contracción del músculo correspondiente que a su vez generaba una señal o corriente mioeléctrica en el mencionado punto de la cuadrícula. Si fuera posible captar esa señal y dirigirla mediante un cable hasta un equipo que supiera interpretarla. Si además se pudiera construir un dedo, una muñeca o una mano completa que interpretara la señal y produjera el movimiento de ese dedo, muñeca o mano, tendríamos una extraordinaria prótesis.Los retos que se generaron fueron enormes, no sólo porque se requerían componentes eléctricos y electrónicos nuevos, sino porque en adición, la mano resultante tenía que ser del tamaño natural, ya que de nada servía construir una mano de tamaño exagerado que luciera parte de un monstruo más que del ser humano que la llevaba. La miniaturización de los componentes aumentaba el reto porque no los había en el mercado, además, los niveles de tolerancia en precisión no eran logrados por las máquinas de los talleres más exigentes.

Disfrutamos nuestras manos sin apreciar su complejidad. Sólo cuando tenemos que replicarlas nos encontramos con la maravilla que millones de años de evolución han acumulado. Aun así, algunos movimientos son tan complicados que tenemos que simplificarlos y dejarlos de lado. Los dedos, por ejemplo, tienen, cada uno, cuatro grados de libertad, lo que quiere decir que la mano, sin contar las palma y la muñeca, tiene veinte posibilidades de movimiento. Si incluimos la muñeca se agregan  cuatro más, en consecuencia, la mano se puede mover de veinticuatro maneras o direcciones diferentes, parece mentira, ¿verdad?

Replicar los dedos implica poner en cada una de las veinte articulaciones que tienen los dedos de una mano, otros tantos mini motores que puedan accionar independiente o conjuntamente, así como engranajes y cables que deben dejar suficiente espacio para los mecanismos de articulaciones y el paso de la cablería eléctrica. Resuelto este problema, es necesario llevar infinidad de cables, de diferentes calibres, hasta el punto de la cuadrícula, tactor, que corresponde al dedo y la articulación correspondiente.

La palma de la mano es relativamente sencilla comparada con los dedos pero la muñeca tiene una cierta complicación pues puede girar y doblarse con cuatro grados de libertad. Naturalmente, los dedos, la muñeca y la mano en su totalidad, no sólo tienen que moverse adecuadamente en forma independiente o en conjunto, sino además, es imprescindible que tenga la fuerza suficiente para cargar, levantar, objetos de pesos variados, en consecuencia, los materiales a usar deben ser resistentes y los motores potentes.

Vencidas las dificultades las dificultades fundamentales encontradas en el diseño y fabricación de la mano “biónica”, el problema no había quedado resuelto pues se requería que la yema de los dedos transmitieran diferentes sensaciones al cerebro: calor, frío, rugosidad, en fin, diferentes texturas, y, vibraciones, fricción, presión. Para lograrlo, se colocaron en cada yema, sensores de deformación en tres ejes diferentes (uno para medir la presión y dos para medir la fricción colocados en dos ejes perpendiculares), un acelerómetro, un par térmico. El conjunto fue conectado con el protocolo de comunicación de la mano y del brazo, mediante un cable plano flexible de cuatro conductores.