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O CYBATHLON 2020, onde pessoas com deficiência realizam tarefas diárias até então impossíveis usando tecnologias assistivas de ponta, é muito mais do que uma competição internacional. Os organizadores do ETH Zurich (Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique) idealizaram como uma plataforma para o desenvolvimento de tecnologias que facilitam uma vida mais plena para as pessoas com deficiência.
O evento deste ano ocorreu em meados de novembro e a Kaspersky esteve presente como parceira da equipe russa.
O que é o CYBATHLON?
O CYBATHLON possui seis disciplinas: Próteses de Braço elétricas (ARM), Próteses de Pernas Elétricas (LEG), Exoesqueleto Elétrico (EXO), Cadeira de Rodas Elétrica (WHL), Bicicleta de Estimulação Elétrica Funcional (FES) e Interface do Cérebro-Computador (BCI).
Os participantes não apenas competem pelo ouro, mas também demonstram os recursos dos dispositivos de assistência mais recentes. Por exemplo, usando uma prótese de braço de última geração, os usuários conseguiram trocar lâmpadas ou sentir o que estava dentro de uma caixa e, com a mais recente tecnologia para cadeiras de rodas, puderam até subir escadas. Além disso, o evento motiva os desenvolvedores a aprimorarem seus produtos, pois, além de uma competição para atletas, é também uma excelente oportunidade para as equipes que desenvolvem essas tecnologias.
Neste artigo, falaremos sobre essas tecnologias: seu passado, presente e futuro.
De uma perna de bronze a um membro cibernético com uma neurointerface
O uso de próteses é antigo. A referência mais antiga conhecida a um membro artificial é encontrada no Rigveda, uma antiga coleção indiana de hinos sânscritos que datam do segundo milênio a.C., em que os deuses concedem ao lendário guerreiro Vishpala uma perna de ferro após perdê-la em batalha. As próteses arqueológicas datam dessa época: por exemplo, um dedo do pé de madeira de aproximadamente 3.000 anos encontrado no Egito e uma perna de bronze de 2.300 anos na cidade italiana de Cápua.
Seguindo as origens antigas, os membros artificiais permaneceram praticamente inalterados por milênios. Então, no século XVI, os cientistas criaram a primeira prótese mecânica, com articulações que os usuários podiam controlar usando outro membro ou contraindo músculos próximos.
Após a Segunda Guerra Mundial, surgiu outro tipo de prótese: a bioelétrica (também chamada de mioelétrica ou biônica). Próteses bioelétricas convertem a atividade muscular da extremidade do membro perdido em sinais elétricos, que por sua vez fazem com que o dispositivo se mova.
Agora, no século XXI, os cientistas estão prestes a dar o próximo grande passo, desenvolvendo próteses neurobiônicas que permitem aos usuários não apenas realizar certos movimentos, mas também reconhecer objetos pelo toque. Essa tecnologia ainda é recente e tem um longo caminho a percorrer antes de recriar totalmente o sentido do toque, mas os resultados preliminares mostram um caminho promissor.
As próteses de hoje
As novas tecnologias não substituem as existentes, mas sim as complementam. Vários dispositivos protéticos já estão em uso, incluindo alguns que existem para fins puramente estético. Cada tipo tem seu próprio campo de aplicação.
As próteses mecânicas são mais baratas, fáceis a adaptação e duráveis do que as biônicas. Por exemplo, elas são mais adequadas para levantamento de peso e atividades aquáticas, e quando não há fonte de alimentação. Por sua vez, as próteses biônicas e neurobiônicas são mais confortáveis de usar e oferecem possibilidade de movimento mais ampla (por exemplo, as pernas cibernéticas ajudam os usuários a manter o equilíbrio, subir e descer escadas, andar para trás e até correr).
Especialização em próteses
Também existem agora próteses altamente especializadas, para uso sob certas condições ou para um trabalho específico. Por exemplo, atualmente você pode encontrar membros artificiais no mercado para atividades aquáticas, basquete, corrida e outros esportes.
A disponibilidade da impressão 3D também contribuiu para o desenvolvimento de membros artificiais, tornando-os mais baratos e personalizáveis do que nunca. Em alguns casos, as pessoas podem fazer o download de um modelo online e adaptá-lo às suas necessidades antes de imprimir.
Dispositivos protéticos
Outra tendência combina membros cibernéticos com tecnologias digitais. Por exemplo, o fabricante russo Motorica incorporou um Galaxy Watch a uma prótese de braço este ano. Com o dispositivo, o usuário pode monitorar sua atividade e controlar a configuração do braço, por exemplo, a força de pegada da mão e dedos.
Cadeiras de roda “off-road”
As cadeiras de rodas têm ajudado as pessoas por mais de um milênio, e as primeiras menções datam o século VI d.C. Até meados do século XVII, eram literalmente cadeiras sobre rodas, exigindo outra pessoa para manobrar.
A primeira cadeira de rodas manual apareceu em 1655 e o primeiro modelo dobrável foi desenvolvido nos Estados Unidos no início do século XX.
Atualmente, além das tradicionais, existem cadeiras de rodas com motores elétricos, outras que sobem e descem escadas e até interfaces neurais para pessoas que também não conseguem movimentar os braços.
Eletroestimulação e exoesqueletos
Os cientistas também estão desenvolvendo dispositivos que permitem que pessoas paralisadas fiquem de pé. (A propósito, os antigos egípcios já praticavam a eletroestimulação como uma ferramenta terapêutica!
Naquela época, eles aproveitavam a energia dos raios elétricos. Mais tarde, criaturas marinhas geradoras de eletricidade foram substituídas por dispositivos eletroestimulantes). Na corrida de bicicleta por estimulação elétrica funcional, as correntes aplicadas aos competidores faziam com que seus músculos se contraíssem provocando um movimento de pedalada.
O primeiro protótipo de outra tecnologia de reabilitação, o exoesqueleto, apareceu em 1890. Ainda exigia algum esforço por parte do usuário, mas o traje possibilitava andar, correr e pular muito mais fácil devido a ajuda de gás comprimido. Em 1917, um exoesqueleto a vapor foi patenteado e os modelos elétricos, pneumáticos e hidráulicos apareceram no mercado na segunda metade do século XX.
Os exoesqueletos modernos pesam menos do que seus predecessores, são muito mais fáceis de usar e oferecem maior espaço para restaurar o movimento independente. Alguns podem ser conectados à nuvem para armazenar e processar dados sobre tratamentos de reabilitação e outros de última geração podem ser manipulados por impulsos cerebrais.
Interfaces neurais
A tecnologia futurística por trás dos dispositivos controlados pelo pensamento é chamada de interface cérebro-computador (BCI na sigla em inglês). Esses sistemas apareceram pela primeira vez na década de 1970 e agora estão passando por grandes avanços.
Os sensores BCI podem ser implantados diretamente no córtex cerebral, colocados dentro do crânio ou conectados externamente. O primeiro método fornece inicialmente a melhor qualidade de sinal, mas pode diminuir se o corpo rejeitar o implante. Hoje, os BCIs mais comuns não são invasivos e não requerem cirurgia.
A eletroencefalografia é a tecnologia mais comum para “ler e traduzir” a atividade cerebral. No entanto, existem também outros métodos de “leitura da mente”. Por exemplo, na década de 1980, os pesquisadores experimentaram o uso de movimentos dos olhos para controlar um robô. Então, em 2016, os cientistas apresentaram um BCI capaz de ler o tamanho da pupila.
O escopo de aplicação das interfaces neurais é bastante amplo. No limiar das BCIs, por exemplo, os cientistas usaram implantes cerebrais para tratar a perda de visão adquirida. E, como mencionamos anteriormente, algumas cadeiras de rodas e exoesqueletos mais recentes usam controles de interface neural. Os competidores CYBATHLON 2020 participaram da corrida Brain-Computer Interface, uma espécie de jogo de computador em que o poder do pensamento move os avatares do jogo.
No Horizonte
Hoje, as tecnologias assistivas estão avançando a passos gigantescos. Não podemos nem imaginar os milagres que nos esperam. Mas aqueles que estão na linha de frente têm uma ideia.
Por exemplo, os funcionários da Neurobotics, especialistas em interfaces neurais, observam que os desenvolvimentos atuais visam principalmente ajudar as pessoas com deficiência a gerenciar as tarefas diárias por meio de cadeiras de rodas controladas por BCI e casas inteligentes.
No entanto, a tecnologia ainda tem um longo caminho a percorrer antes de ser comercialmente viável. Como a Neurobotics admite, a “leitura da mente” ainda é muito menos precisa do que receber informações do teclado, mouse ou comandos do joystick. A empresa sugere que dentro de 100 ou até 200 anos o público não poderá usar o BCI como um substituto eficaz para interfaces mais populares.
Como era de se espere, Elon Musk, que está trabalhando em seu próprio projeto de implante BCI chamado Neuralink, prevê um tempo menor para o mercado. Dito isso, não está claro quando isso acontecerá ou se o dispositivo será um sucesso; a implantação é um passo importante e nem todos estão dispostos a dar.
Mas Musk não é o único visionário. Para mais previsões de ficção científica, confira nosso projeto Earth 2050, que permite aos usuários compartilhar suas ideias, desde órgãos sensoriais fundamentalmente novos até uma “oficina de carroceria” onde pode usufruir uma renovação total.
Por um futuro melhor
Seja o que for que o futuro reserva, é importante lembrar que todos nós estamos envolvidos, aqui e agora. Portanto, nós da Kaspersky apoiamos totalmente os desenvolvedores de tecnologia assistiva e outras empresas que visam tornar o mundo um lugar melhor. Tanto este grupo de especialistas com essa missão, como os organizadores do CYBATHLON, estão tentando construir um futuro melhor para todos.
