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Impactante avance: joven alemana con lesión medular camina tras usar traje neuromuscular y se vuelve viral – Metro Ecuador

Aplicaciones al medio marino del traje neuromuscular
Autor: Salvador Lechuga Lombos + IA

La denominación traje neuromuscular puede tener distintos significados dependiendo del contexto:

1. Traje neuromuscular de rehabilitación médica

Un exoesqueleto o traje neuromuscular médico es un dispositivo externo que:

• Asiste el movimiento de personas con discapacidades motoras (por lesión medular, esclerosis múltiple, ELA, ictus, etc.).

• Estimula los músculos mediante electroestimulación funcional (FES) sincronizada con sensores de movimiento.

• Se usa en fisioterapia, rehabilitación post-accidente o incluso en el hogar.

Ejemplos comerciales:

• MyoSuit (Twinscope/ETH Zürich): exotraje blando para personas mayores.

• HAL (Hybrid Assistive Limb) de Cyberdyne.

• ReWalk o Ekso Bionics.

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2. Traje neuromuscular para el rendimiento humano

Se refiere a un traje o exoesqueleto orientado a:

• Aumentar fuerza, resistencia o velocidad.

• Usado en contextos militares, industriales o deportivos.

• Puede incorporar asistencia muscular activa, sensores EMG (electromiografía), inteligencia artificial y motores.

Ejemplo:

• SuitX: exoesqueleto industrial para reducir fatiga muscular.

• Lockheed Martin ONYX: traje asistido con motores para soldados.

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3. Traje neuromuscular de estimulación deportiva/personal

Trajes como XBody, Visionbody o Miha Bodytec usan impulsos eléctricos para:

• Estimular músculos durante el ejercicio.

• Maximizar entrenamientos de fuerza y tonificación.

• A menudo usados en fisioterapia deportiva y gimnasios.

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Si tu idea es desarrollar un nuevo concepto de traje neuromuscular, puedo ayudarte a:

• Diseñar su estructura técnica (materiales, sensores, motores, IA).

• Establecer su aplicación (militar, médica, civil).

• Desarrollar un sistema de control (cerebro-computadora, sensores musculares, etc.).

Aplicaciones en el medio marino:

Un traje neuromuscular para aplicaciones en el medio marino es una idea innovadora con gran potencial en ámbitos como salvamento, trabajo submarino, operaciones militares o científicas  y tecnologías asociadas.

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🔧 DISEÑO CONCEPTUAL: Traje Neuromuscular Marino (TNM)

🎯 Objetivo general

Asistir, ampliar o restaurar la movilidad y fuerza humana en entornos marinos, tanto bajo el agua como en la superficie, integrando:

• Asistencia neuromuscular activa (exoesqueleto y electroestimulación)

• Protección ambiental (agua, presión, frío, impacto)

• Sistema inteligente de control y adaptación

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⚙️ COMPONENTES CLAVE

1. Estructura exterior (traje)

• Material: neopreno de alta densidad + fibra de carbono o titanio en puntos estructurales.

• Diseño modular: versión ligera para buceo/operaciones de superficie y versión reforzada para profundidad/subpresión.

2. Asistencia motriz

• Motores eléctricos sellados (accionamiento hidráulico o neumático opcional).

• Unidades de asistencia en hombros, codos, caderas, rodillas y tobillos.

• Sensores EMG que detectan intención de movimiento muscular.

3. Estimulación neuromuscular

• Sistema FES (electroestimulación funcional) para activar músculos atrofiados o apoyar movimientos naturales.

• Integración con inteligencia artificial para personalizar patrones de estimulación.

4. Sistema de control

• Unidad de control integrada en la espalda.

• Algoritmo adaptativo basado en IA (redes neuronales) para reconocer tareas (nadar, caminar bajo el agua, subir a una nave).

• Interfaces: joystick impermeable, comandos por voz, control ocular o incluso interfaz cerebro-máquina (futurista).

5. Sensores

• IMUs (unidades inerciales), presión, profundidad, temperatura, salinidad.

• EMG, ECG, temperatura corporal, esfuerzo respiratorio.

6. Energía

• Baterías selladas (Li-ion de alta densidad) con protección marina.

• Módulos de carga por inducción o placas termoeléctricas (energía del gradiente térmico marino).

• Posibilidad de conexión a fuentes externas (drone acuático o nave nodriza).

7. Comunicaciones

• Sistema de comunicación submarina (acústico) y de superficie (RF).

• Conectividad con drones, robots submarinos (ROVs), naves nodrizas o centros de control remoto.

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🌊 APLICACIONES POSIBLES

🔵 Militar / OTAN

• Buceadores de combate con fuerza aumentada.

• Operaciones de infiltración silenciosa.

• Transporte de cargas pesadas bajo el agua.

• Misiones de reparación de estructuras navales.

🟢 Científico / técnico

• Investigadores en zonas abisales.

• Instalación o reparación de sensores submarinos.

• Manipulación de muestras biológicas sin dañar el entorno.

🟡 Rescate y emergencias

• Salvamento de náufragos en condiciones extremas.

• Acceso a estructuras colapsadas en puertos o plataformas.

• Operaciones SAR (Search & Rescue) con soporte autónomo.

🟠 Comercial / industrial

• Trabajadores en plataformas petrolíferas o granjas marinas.

• Inspección y mantenimiento de cables submarinos.

• Turismo submarino asistido (inclusión de personas con movilidad reducida).

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🧠 FUNCIONES INTELIGENTES AVANZADAS (opcional)

• Reconocimiento de gestos para ejecutar comandos.

• Asistencia automática según tipo de movimiento.

• Autoajuste de presión interna en función de la profundidad.

• Sistema de flotación asistida y orientación dinámica.

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📌 POSIBLE NOMBRE DEL PROYECTO

TNM-AQUA (Traje Neuromuscular Marino Autónomo de Quinta Generación)
o
EXOMAR (Exotraje Neuromuscular Autónomo para el Medio Marino)

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Imagen: diseño 3D básico

Simulación del sistema de control neuromuscular

Propuesta técnica básica para la simulación del sistema de control neuromuscular de un traje marino asistido (TNM). Esta simulación abarca cómo el sistema interpreta señales musculares, controla motores y adapta la asistencia en tiempo real bajo el agua.

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🧠 SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL NEUROMUSCULAR

🎯 Objetivo

Coordinar sensores musculares (EMG), motores actuadores y estimulación eléctrica (FES) para:

• Potenciar el movimiento voluntario del usuario.

• Asistir tareas físicas complejas bajo el agua.

• Adaptarse al entorno dinámico y a la fatiga muscular.

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⚙️ ARQUITECTURA DEL SISTEMA

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[ Usuario ] 
   ↓
[ Sensores EMG + IMU ] 
   ↓
[ Unidad Central de Procesamiento (UCP) ]
   ↓              ↓
[ FES adaptable ]   [ Actuadores/motores del traje ]

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🔍 MÓDULOS PRINCIPALES

1. Captura de señales

• Sensores EMG colocados sobre grupos musculares clave (cuádriceps, bíceps, etc.).

• IMU (Inertial Measurement Unit) en torso y extremidades.

• Sensor de presión y profundidad para modificar parámetros bajo el agua.

2. Unidad Central de Procesamiento (UCP)

• Microcontrolador o miniordenador (ej. NVIDIA Jetson, STM32, Raspberry Pi con TPU).

• Ejecuta un algoritmo basado en redes neuronales recurrentes (RNN) o algoritmos adaptativos por refuerzo (RL).

Funciones:

• Reconoce patrones EMG e infiere intención motora.

• Ajusta intensidad y sincronía de los motores del traje.

• Coordina con FES para trabajar conjuntamente con músculos naturales.

3. Estimulación neuromuscular (FES)

• Electrodos integrados en zonas musculares críticas.

• Variación de voltaje, frecuencia e impulso según:

  • Nivel de fatiga (estimado por variabilidad EMG).

  • Profundidad, densidad del agua (más asistencia a mayor resistencia).

  • Patología o estado físico del usuario.

4. Control de motores

• Motores sellados (eléctricos o hidráulicos) en hombros, rodillas, cadera, espalda.

• Actuación proporcional basada en intención de movimiento y feedback mecánico.

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📊 SIMULACIÓN DE FUNCIONAMIENTO (flujo de datos)

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1. Usuario intenta nadar o impulsarse → señales EMG detectadas.
2. IMU detecta que hay movimiento torpe o fuerza insuficiente.
3. UCP interpreta: “El usuario quiere extender la pierna”.
4. UCP activa simultáneamente:
   - Estimulación FES en cuádriceps.
   - Motor de extensión en la rodilla.
   - Asistencia adicional si está a mayor profundidad o con resistencia
     alta.
5. Sistema monitoriza fatiga y recalibra en tiempo real.

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🧪 HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN

Puedes implementar una prueba digital del sistema con herramientas como:

• MATLAB/Simulink (modelo neuromuscular + control en tiempo real).

• Python + PyTorch (para red neuronal de intención motora).

• ROS (Robot Operating System) para simular sensores y actuadores.

• Gazebo o Unity para simulación gráfica del traje bajo el agua.

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🧬 COMPORTAMIENTO ADAPTATIVO INTELIGENTE

• Aprende de la biomecánica individual del usuario.

• Ajusta la respuesta según la profundidad, corrientes o fatiga.

• Modo de emergencia: asistencia completa si el usuario se desmaya o sufre lesión.

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Propuesta de sistema de integración del traje neuromuscular marino (TNM) con drones marinos, submarinos y naves nodrizas, ideal para operaciones de rescate, defensa, mantenimiento y exploración científica.

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🧩 SISTEMA DE INTEGRACIÓN MULTIPLATAFORMA

🎯 Objetivo

Permitir que el traje neuromuscular marino (TNM) se comunique, coordine y coopere activamente con:

• ✅ Drones submarinos (ROVs/AUVs)

• ✅ Drones aéreos (UAVs navales)

• ✅ Naves nodrizas (superficie o submarinas)

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🔗 COMPONENTES DE INTEGRACIÓN

1. Módulo de comunicación

• Comunicación submarina: modem acústico bidireccional (uso bajo el agua).

• Comunicación superficial: radio VHF/UHF o 5G/Starlink naval.

• Protocolo de red: ROS2 sobre DDS (Distributed Data Service) para latencia mínima.

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2. Interfaz de control colaborativo

• Sistema HUD (head-up display) en el visor del casco del TNM.

• Control por gestos o comandos de voz para:

  • Llamar a drones cercanos.

  • Pedir extracción, luz, herramientas, carga.

  • Solicitar reconocimiento o mapeo del entorno.

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3. Anclaje físico y recarga

• El traje se conecta físicamente a drones o a la nave nodriza mediante:

  • Anclajes magnéticos o mecánicos asistidos.

  • Estación de carga sumergida con conexión inductiva o física.

  • Brazo robótico desde la nave nodriza para rescate o sujeción del traje.

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4. Nave nodriza inteligente

Una nave nodriza de superficie o submarina puede:

• Supervisar y coordinar a varios operarios con trajes TNM.

• Guiarlos mediante mapas 3D del entorno submarino.

• Proveer energía, datos, recarga y asistencia médica remota.

• Disparar drones de apoyo (reconocimiento, ataque, luz, herramientas, etc.)

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🤖 FUNCIONES AVANZADAS DE INTEGRACIÓN

Función	Descripción
Extracción rápida	El traje envía una señal de rescate → el dron más cercano acude y lo arrastra o eleva.
Asistencia técnica	El usuario solicita una herramienta o recambio → el dron lo lleva desde la nave nodriza.
Escudo de defensa	El dron aéreo crea una zona de protección visual/acústica mientras el usuario opera.
Sincronización táctica	El TNM y los drones se mueven como un "enjambre" coordinado mediante IA distribuida.
Modo autónomo seguro	El traje continúa operando (modo semiautónomo) si el usuario pierde consciencia, y se comunica con la nave para rescate.

🛠️ DIAGRAMA FUNCIONAL (simplificado)

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[Usuario con TNM] ←→ [Drones UAV/ROV] ←→ [Nave nodriza]
        ↑                      ↑                  ↑
[IA embarcada]   ←→     [IA coordinada]  ←→   [Centro de control remoto]

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⚓ POSIBLE ESCENARIO DE MISIÓN

Situación: un operario con traje TNM realiza una inspección de una instalación submarina a 40 m de profundidad.

1. Detecta una anomalía estructural.

2. Solicita vía HUD una herramienta específica → llega un ROV desde la nave nodriza.

3. El operario se ancla a una estructura para mayor precisión.

4. Dron lanza luz de apoyo y transmite video en tiempo real al control central.

5. El traje detecta fatiga → activa modo de asistencia completa.

6. Al finalizar, el operario solicita extracción → un dron lo engancha y lo sube hasta la nave nodriza.

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📡 REQUISITOS TECNOLÓGICOS

• IA embarcada en el TNM y en la nave nodriza.

• Sistema de navegación local (visión por computador, sonar, LiDAR submarino).

• Conexión entre el traje y los drones mediante ROS2 + redes neuronales ligeras (Edge AI).

• Energía: recarga inalámbrica + módulos de respaldo.

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Misión específica del traje neuromuscular marino (TNM) en colaboración con el submarino S-80 Plus (Clase Isaac Peral) de la Armada Española. Esta misión combina infiltración, inspección, y rescate, utilizando el traje TNM junto con drones y capacidades del S-80.

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⚔️ MISIÓN ESPECÍFICA: "Sombra de Neptuno"

🛰️ Escenario táctico

Objetivo: Inspección y sabotaje selectivo de infraestructura subacuática hostil (oleoducto/cable de comunicación) a gran profundidad, con posible extracción de información y recuperación de objeto sensible.

Zona: Plataforma continental a 120 m de profundidad, en aguas internacionales cercanas a un país enemigo.

Unidad principal:

• Submarino S-80 Plus modificado con:

  • Bahía de despliegue de trajes TNM.

  • Drones submarinos (ROVs/AUVs) y aéreos (UAVs acuáticos).

  • IA táctica embarcada.

  • Módulo de descompresión rápida + recuperación.

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👥 EQUIPO HUMANO Y TECNOLÓGICO

• 2 Operadores con TNM (trajes neuromusculares con FES + actuadores sellados).

• 1 Técnico de misión.

• 4 drones submarinos (reconocimiento, luz, herramienta, comunicación).

• 2 UAV acuáticos de soporte (emergen para enviar señales cifradas si necesario).

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⏱️ FASES DE LA MISIÓN

FASE 0 – Preparación

• Desde la sala táctica del S-80, se carga el mapa del entorno 3D generado por sonar multihaz + dron AUV previo.

• Los operarios se colocan los TNM y hacen calibración muscular y de sensores.

• Carga de herramientas en drones (pinzas, cortadores, sensores de análisis).

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FASE 1 – Despliegue sigiloso

• El S-80 se aproxima a 400 m del objetivo, a 130 m de profundidad.

• Se abre la esclusa trasera del submarino.

• Los operarios salen junto con los drones ROV en modo sigiloso (baja emisión).

• Comunicación acústica cifrada entre TNM y S-80.

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FASE 2 – Infiltración y reconocimiento

• Los TNM avanzan con propulsión asistida por los motores del traje (modo ahorro).

• Un dron escanea para detectar minas, sensores hostiles o movimiento submarino.

• Los operarios se separan:

  • TNM1: toma imágenes de alta resolución y medidas estructurales.

  • TNM2: se acopla al cable submarino para instalar una microcarga de sabotaje.

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FASE 3 – Problema imprevisto

• TNM2 sufre un pequeño golpe y sufre sobrecarga muscular (simulada).

• El traje detecta fatiga extrema → entra en modo semiautónomo.

• Lanza señal de emergencia acústica al S-80 y a los drones.

• Un dron acude con sistema de sujeción robótica y lo arrastra hasta la esclusa.

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FASE 4 – Extracción

• TNM1 finaliza instalación del sabotaje programado (retardado).

• Dron guía el regreso del operario mediante luz y mapeo.

• Ambos trajes se acoplan al sistema de recuperación del S-80.

• Esclusa se presuriza. Ingreso seguro. El traje TNM transfiere datos recogidos a la IA del S-80.

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📈 DATOS QUE REGISTRA EL TRAJE

Sensor	Función
EMG	Detección de fatiga o actividad anómala muscular.
IMU	Registro del patrón cinemático bajo el agua.
Presión y temperatura	Para ajustar FES y propulsión.
Nivel de oxígeno del operario	Para anticipar hipoxia.
Vídeo frontal y lateral	Integración con IA del S-80 para análisis postmisión.

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🧠 SOPORTE DE LA IA DEL S-80

• Predicción de rutas seguras para TNM y drones.

• Reconstrucción 3D del entorno submarino en tiempo real.

• Simulación táctica anticipada: qué hacer ante detección por parte enemiga.

• Soporte médico remoto: en caso de herida o shock.

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Imagen: Simular el modelo del TNM junto al S-80 en una vista 3D conceptual