Um algoritmo inédito combina dois métodos para personalizar próteses robóticas. Otimiza o movimento do membro artificial e ajuda o corpo do utilizador a caminhar de forma mais natural, podendo prevenir dores na anca e costas

Investigadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte desenvolveram um método inovador que combina dois processos de personalização de próteses robóticas. A abordagem não só otimiza o movimento do membro artificial, como, pela primeira vez, ajuda o corpo do utilizador a adotar um padrão de marcha mais natural. O objetivo é restaurar e manter vários aspetos da locomoção, com potencial para mitigar desafios de saúde associados a uma amputação, como dores nas costas ou na anca.

Varun Nalam, professor e coautor correspondente do estudo, explica que os algoritmos existentes se concentravam apenas no comportamento da prótese. “Quando alguém sofre uma amputação acima do joelho, a forma como move outras partes do corpo é afetada. As próteses robóticas até agora substituíam o movimento da articulação em falta, mas a nossa meta foi desenvolver um novo algoritmo que assegure também que o corpo do utilizador se mova como antes da amputação”, detalha.

Este trabalho surge na sequência de um sistema inteligente anterior, também criado pela equipa, que permitia “sintonizar” joelhos protésicos em minutos através de aprendizagem por reforço. A novidade reside agora na integração de uma aprendizagem por reforço inversa, que considera o movimento simultâneo da prótese e da pessoa que a utiliza. “O novo algoritmo tem em conta o movimento de ambas as articulações – o joelho protésico e a anca do utilizador – e ajusta o comportamento do joelho artificial para ajudar a pessoa a recuperar a sua movimentação natural da anca”, esclarece Nalam.

Na fase de testes, que envolveu cinco participantes (dois com amputação acima do joelho e três sem), a prótese foi operada sob duas condições. Comparativamente com o software anterior, a versão que incorpora o novo algoritmo demonstrou melhorias na amplitude de movimento da anca em todos os indivíduos. Os investigadores notaram ainda que os participantes deram passos mais longos, um indicador de que a locomoção se tornou mais natural.

Helen Huang (na imagem), autora sénior do artigo, adianta que os próximos passos passam por colaborar com clínicos para avaliar o bem-estar dos utilizadores a longo prazo e com empresas fabricantes para explorar a integração desta abordagem no seu software. Do ponto de vista científico, a equipa quer perceber como o método poderá ser aplicado noutros comportamentos locomotores humanos.

Referências bibliográficas:
“Addressing Human-Robot Symbiosis via Bilevel Optimization of Robotic Knee Prosthesis Control,” IEEE Transactions on Robotics (2025). Autores: Varun Nalam, Wentao Liu, Jennie Si, Helen Huang.
https://news.ncsu.edu/2025/11/modified-prosthetics-help-amputees/

NR/HN/AlphaGalileo