Artesanía tecnológica: La intersección entre la IA y el diseño industrial en ortesis y prótesis

«Al fin y al cabo, se trata de mejorar la interacción entre humano y máquina para que no se sepa dónde termina el humano y dónde comienza la máquina».

Surjo Soekakadar

En 2015, el Comité de Práctica profesional de la Organización Mundial de Diseño (WDO) por sus siglas en inglés, presentó en su 29ª Asamblea General en Gwangju (Corea del Sur) una definición renovada de diseño industrial: «El diseño industrial es un proceso estratégico de resolución de problemas que impulsa la innovación, construye el éxito empresarial y conduce a una mejor calidad de vida a través de productos, sistemas, servicios y experiencias innovadoras».^[1]

Desde entonces, la tecnología ha experimentado un proceso continuo de evolución de la cual el ser humano ha sido responsable, hasta llegar a lo que hoy llamamos IA (Inteligencia Artificial), que se define como «Un área en la que automáticamente un sistema de cómputo puede tomar decisiones de forma autónoma acerca de problemas complejos».^[2]

La BBC nos sitúa a nivel global en tres etapas en el desarrollo de la IA, las cuales son:

—ANI (Inteligencia Artificial Estrecha) por sus siglas en ingles.

—AGI (Inteligencia Artificial General) por sus siglas en ingles.

—ASI (Superinteligancia Artificial) por sus siglas en ingles.

Actualmente, nos encontramos en ANI, pero los expertos señalan que estamos al límite de ingresar a la fase de AGI. Este avance, a su vez, aceleraría la transición a la fase de ASI en un tiempo más breve, momento en el que la inteligencia artificial superaría a los humanos.

Buscar constantemente superarse a uno mismo es siempre una decisión acertada. Sin embargo, en marzo del 2023, Steve Wozniak el cofundador de Apple, Elon Musky más de 1000 expertos en tecnología, solicitaron por medio de una carta a las empresas de IA detener por un tiempo predeterminado el entrenamiento de programas:

«Los sistemas de IA con inteligencia que compite con la humana pueden plantear profundos riesgos para la sociedad y la humanidad».

«Los gobiernos deberían intervenir e instituir una moratoria».

Por su parte, Sam Altman, CEO de OpenAI, creador de ChatGPT, apoyó la regulación gubernamental de la IA durante una audiencia ante el Congreso de Estados Unidos:

«OpenAI se fundó con la creencia de que la inteligencia artificial tiene el potencial de mejorar casi todos los aspectos de nuestras vidas, pero también crea riesgos graves que tenemos que trabajar juntos para gestionar».^[4]

Datos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía de 2010 aseguran que 785 mil personas fueron amputadas. Esta cifra aumentó a cerca de 935 mil en 2014. Sin embargo, la Academia Nacional de Medicina de México (ANMM) afirma que hay poca información sobre la magnitud del problema de amputaciones en la nación.
Todos los días en México, 75 personas son amputadas de alguna de sus extremidades. En total, más de 25 mil personas son amputadas al año, mismas que se suman a los seis millones de personas con discapacidad en el país.

En el contexto actual de Europa y Asia la inteligencia artificial se emplea para realizar diagnósticos más precisos, lo que resulta en un ahorro económico y en evaluaciones considerablemente más rápidas y cómodas para los pacientes.

En el Hospital Charité en Berlín, Alemania, se están utilizan exoesqueletos que reorganizan la actividad cerebral y restauran la función motora. Para lograr esto, las regiones funcionales del cerebro deben asumir las funciones de las áreas dañadas mediante dispositivos que leen las señales eléctricas del cerebro. En otras palabras, cuando el paciente piensa en mover la mano, la computadora reconoce el impulso al compararlo con las señales que recibe cuando el paciente no realiza ninguna acción, al mismo tiempo que almacena esta información.

En México, la principal causa de estas escisiones en adultos son las enfermedades crónicas como la diabetes; en niños, se relacionan con procesos de malformación o cáncer. En ambas poblaciones se llegan a dar por accidentes.

«A partir de esa realidad nacional, la necesidad de tener espacios asistenciales que puedan ayudar a las personas a volver a la vida con toda independencia de la que gozaban antes de la escisión es nuestra razón de ser», afirmó Alina Jiménez Solórzano, responsable de la Unidad de Investigación en Órtesis y Prótesis de la UNAM.

En septiembre del 2022 se inauguró la nueva Unidad de Investigación en Órtesis y Prótesis de la Universidad Nacional, única en México y Latinoamérica porque además de atender pacientes, realiza desarrollos tecnológicos y estudios acerca de nuevos materiales y técnicas para estos dispositivos.

Según la ANMM, en 2016 se calculaba que en México había menos de 300 especialistas en órtesis y prótesis, quienes representaban sólo el 15 por ciento de lo recomendado por la Organización Mundial de la Salud.^[5] Esta escasez de especialistas tiene un impacto significativo en la calidad de vida de las personas que requieren estos dispositivos, ya que limita el acceso a tratamientos adecuados y personalizados.

La OMS recomienda un mayor número de especialistas para asegurar que todas las personas puedan recibir atención oportuna y de calidad. La falta de profesionales en este campo puede resultar, en general, una menor calidad de vida para los pacientes.

La formación de nuevos especialistas es crucial. Programas educativos y de capacitación en órtesis y prótesis deben ser una prioridad para aumentar el número de profesionales calificados. Instituciones como la UNAM han comenzado a abordar esta necesidad con programas específicos, pero aún queda mucho por hacer para alcanzar los estándares internacionales.

«Nuestras aspiraciones son generar más investigación en esta materia y atender a la mayor cantidad de personas posible con precios razonables; generar un modelo de atención único para que los usuarios confíen en nosotros, e invitar a más jóvenes a que hagan su servicio social, voluntariado o prácticas profesionales acá para que sumemos fuerzas y apoyemos a este sector de la población», comentó Jiménez Solórzano.

En esta unidad se retoma la enseñanza teórica de la licenciatura: los estudiantes aprenden la tecnología que se necesita para elaborar dispositivos ortésicos y protésicos. Así mismo, se crean piezas funcionales y con movimiento^[6] mediante la utilización de componentes mecánicos de alta complejidad. Un ejemplo de ello son las impresoras de manufactura aditiva mejor conocida como impresión 3D o escáner 3D láser que registra 600,000 puntos por segundo de cualquier superficie y realiza un modelo con computadora con la precisión del más mínimo detalle.

No obstante, la realidad del país difiere con esta unidad ya que en numerosos centros de salud persiste la escasez de insumos esenciales, lo que impide que esta tecnología alcance hoy en día su pleno desarrollo. Por esta razón, también se utilizan métodos más artesanales, por ejemplo, los moldes de yeso y el termoformado.

Lo mencionado previamente sobre la formación profesional en Órtesis y Prótesis se asemeja con la formación de un Diseñador Industrial. En la Universidad Autónoma del Estado de México en el mapa curricular de esta licenciatura existen materias como:

—Materiales y Procesos Para El Diseño.

—Teoría y Práctica De Plásticos.

—Modelado Asistido Renderizado.

—Teoría y Práctica De Cerámica y Vidrio.

—Ergonomía I y II

— Teoría y Práctica De Cuero y Piel.

—Producción Artesanal e Industrial.

—Animación Asistida.

—Estética.

—Matrices De Simulación.

—Materias de Diseño que modifican su enfoque en cada semestre a lo largo de toda la carrera.

Por mencionar algunas, en donde a lo largo de la carrera se conocen y se experimenta con materiales, con procesos de manufactura y usos de programas de modelado asistidos en computadora.

Un alumno egresado posee los conocimientos, habilidades y aptitudes teórico-prácticos suficientes para la configuración y materialización de nuevos objetos manufacturados que permiten un enriquecimiento de la cultura material de las sociedades en las cuales convive. Su perfil de egreso deberá resaltar las características de un profesional crítico y comprometido con el desarrollo sustentable. Deberá evaluar los aspectos ergonómicos, tecnológicos, productivos y estéticos de los nuevos objetos que proponga. De este modo, el resultado obtenido ofrecerá un enriquecimiento de alto aporte humanístico a la sociedad.^[7]

En universidades públicas y privadas de varias regiones del país, está presente esta carrera. Si bien los planes de estudio pueden variar entre sí, estos presentan similitudes, por lo tanto, existe la expectativa de que la inteligencia artificial sea utilizada como una herramienta por los diseñadores industriales mexicanos para contribuir y aportar a la resolución de esta compleja realidad social. No obstante, esta realidad es una problemática que carece de una solución evidente debido a las cifras registradas por instituciones gubernamentales.

La diseñadora Miriam Martínez Gómez, para obtener el grado de Maestra en Diseño, realizó su investigación acerca de estrategias para el diseño, producción y desarrollo de prótesis endoesquelética de rodilla policéntrica con el fin de reducir costos por importación. El motivo que la llevó a elaborar este proyecto fue su experiencia laboral obtenida dentro del Centro de Rehabilitación y Educación Especial de Toluca (C.R.E.E.). Entre los objetivos generales del proyecto se incluyen proponer estrategias para el diseño, producción y desarrollo de estas prótesis. Mientras que los objetivos específicos buscan entender el contexto en materia de discapacidad motriz y la situación de las personas amputadas, además de aplicar estrategias para disminuir los costos de la prótesis de rodilla con ayuda del "Diseño Concurrente". A través de un enfoque interdisciplinario para mejorar la calidad de vida de las personas, el trabajo busca crear soluciones accesibles.

Por otro lado, el diseñador Luis Anwart Albarran Estrada también ha contribuido al desarrollo de equipo médico e imparte clases en las facultades de Medicina, Arquitectura y diseño e Ingeniería de la UAEMéx. Un ejemplo de sus contribuciones es el desarrollo de un aparato de terapia de luz, conocido como "fototerapia", que sirve para tratar a los recién nacidos que presentan niveles elevados de bilirrubina en la sangre, una condición conocida como ictericia neonatal. Este aparato funciona al exponer al bebé a una luz (espectro azul) que ayuda a descomponer la bilirrubina. El modelo fue desarrollado con apoyo de inteligencia artificial, enfocándose en optimizar la función del objeto.

Durante la pandemia de COVID-19, Luis Anwart junto a Ángel Eduardo Bárcenas García y Víctor Manuel Montaño Serrano, docentes de las facultades de Enfermería y Obstetricia e Ingeniería, respectivamente, desarrollaron caretas de protección, que tienen una alta resistencia al uso y soportan procesos de esterilización. Por otra parte, Anwart impulsa proyectos innovadores como la creación de entornos de simulación espacial en el Laboratorio de Realidad Virtual y Edición Digital de la UAEMéx, enfocados en el entrenamiento de futuros astronautas.

Mientras tanto, en Monterrey, Nuevo León, el diseñador Raúl Eduardo González López contribuye al avance de la investigación y la innovación. Sus aportaciones son, en particular, en el ámbito de la salud a través de la creación y fabricación de dispositivos médicos especializados que priorizan la ergonomía, la anatomía y la ortopedia. Así mismo, Raúl Eduardo se desempeña como jefe de diseño en la Secretaría de Innovación y Desarrollo Tecnológico de la Facultad de Medicina de la UANL, donde coordina equipos multidisciplinarios de estudiantes de distintas carreras para desarrollar soluciones innovadoras que integran tecnología y atención médica. Este trabajo le permite colaborar con diferentes departamentos y facultades que le permiten fomentar un entorno de cooperación y creatividad.

Estos ejemplos sirven para darnos cuenta de que la labor de los diseñadores industriales en este campo demuestra cómo su creatividad y enfoque interdisciplinario pueden generar un impacto positivo en la salud y el bienestar de la sociedad. Los profesionales que buscan soluciones innovadoras pueden transformar la atención sanitaria y mejorar la calidad de vida de las personas, lo que evidencia que las nuevas tecnologías se podrían convertir en una parte tangible de nuestra realidad.

Es bien sabido que al graduarse de la carrera no se obtienen los conocimientos suficientes para enfrentar las demandas de la vida laboral. Es así como, al incorporar la inteligencia artificial en la formación profesional de los diseñadores industriales, se fortalecería desde su educación el uso de la IA en el diagnóstico de pacientes. Esto permitiría centrarse en la exploración de materiales, la creación de moldes, la aplicación de nuevos procesos en la fabricación de ortesis y prótesis a través de la experimentación.

En definitiva, estamos viviendo momentos históricos en México. La construcción de la planta de Tesla en Santa Catarina, Nuevo León, y la llegada de la Dra. Claudia Sheinbaum Pardo como la primera mujer en asumir la presidencia de la República, tras más de 200 años de historia, son acontecimientos que marcarán una nueva etapa para el país. Más allá del ámbito político, su presidencia podría ofrecer una nueva perspectiva para el desarrollo de la ciencia a nivel nacional, una disciplina que ha sido parte fundamental de su vida profesional durante décadas.

Este nuevo periodo en México promete ser un punto de inflexión para la ciencia y la tecnología. Según Ruiz Abad, docente de la Facultad de Filosofía y Letras de la UNAM, "Lo ideal sería que se impulse la ciencia y la tecnología en todos los sectores, con un trabajo colaborativo e interdisciplinar. Si existe una muy buena relación entre política y academia, podríamos estar llevando al país a un excelente nivel".

La presidenta tiene el potencial de integrar la ciencia y la tecnología en las políticas públicas de una manera sin precedentes, lo que podría traer importantes avances en el desarrollo nacional.

Una reconsideración de este enfoque no solamente impulsará el avance en ortesis y prótesis, sino que también respaldará el diseño industrial en áreas afines, como dispositivos de rehabilitación y vehículos adaptados a las necesidades de personas con discapacidades. Esta colaboración integrada con la inteligencia artificial ampliará aún más las posibilidades y mejorará la calidad de vida para aquellos con necesidades específicas. Al ser un sector socioeconómico de nicho, sus beneficios se extenderían a México y, manera gradual, a toda Latinoamérica.