Cómo el kirigami puede ayudarnos a estudiar la actividad muscular de los atletas

De acuerdo con la Universidad de Waseda los próximos Juegos Olímpicos y Paralímpicos de Tokio en 2020 representan una gran oportunidad para que los gobiernos promuevan un estilo de vida saludable y los deportes, y el cambio de década es una gran oportunidad para mostrar cómo los recientes desarrollos tecnológicos pueden ser utilizados para ayudarnos a entender el movimiento humano durante los deportes. A este respecto, se ha empleado la combinación de cámaras de alta velocidad y sensores electromiográficos de superficie, que registran la actividad electromiográfica de los músculos de la palma de la mano, para obtener una mejor comprensión del fino control que los atletas y deportistas ejercen sobre sus músculos de la palma.

Sin embargo, los dispositivos convencionales para la electromiografía de superficie emplean pequeños electrodos que se adhieren a la piel y a los cables, que restringen el libre movimiento. Los módulos todo en uno que contienen electrodos, amplificadores y transmisores inalámbricos ayudan a resolver este problema sólo hasta cierto punto; estos módulos no son adecuados para ciertas partes del cuerpo, como las palmas de las manos o las plantas de los pies. Durante el lanzamiento en el béisbol, por ejemplo, la pelota está en contacto directo con los músculos de la palma de la mano, y los módulos integrados no pueden emplearse sin ser una molestia para el usuario. Incluso si se utilizaran electrodos similares a los de la piel, las altas fuerzas y la fricción implicadas los destrozarían. Esto ha limitado los estudios electromiográficos a otras partes de los brazos y las piernas.

El kirigami puede ayudarnos a estudiar la actividad muscular de los atletas

El kirigami puede ayudarnos a estudiar la actividad muscular de los atletas

Para abordar este problema, un equipo de investigación conjunto de la Universidad de Waseda y la Universidad de Kitasato, Japón, se inspiró en una forma de arte tradicional japonés llamado kirigami, para preparar un parche duradero parecido a la piel para medir la actividad electromiográfica de los músculos de la palma de la mano, y han publicado sus hallazgos en NPG Asia Materials. A diferencia del origami más conocido, las artesanías de kirigami contienen tanto pliegues de papel como cortes. Curiosamente, es posible emplear la técnica del kirigami para crear láminas conductoras aisladas ultrafinas que también son en gran medida plegables y estirables.

«Al cortar una lámina conductora en un patrón especial de kirigami y sellarla con caucho de silicona, hemos logrado crear alambres elásticos y aislados que minimizaron el desajuste mecánico entre la piel y el dispositivo durante el ejercicio»,

informa el Dr. Kento Yamagishi de la Universidad Waseda (actualmente, Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur), el autor principal del documento. Estos cables se combinaron con otro de sus inventos anteriores, las nano hojas conductoras que pueden ser utilizadas en la palma o la suela sin problemas.

¿Cómo funciona?

Estos dos dispositivos juntos forman un parche de kirigami elástico que puede capturar señales electromiográficas en zonas difíciles y llevarlas a un dispositivo Bluetooth colocado en una zona menos intrusiva, como el antebrazo. El equipo de investigación probó su invento midiendo las señales electromiográficas de uno de los músculos de la palma de la mano de un jugador de béisbol experimentado al lanzar bolas curvas y rápidas, encontrando diferencias significativas entre ambos tipos de lanzamiento.

«Nuestro parche elástico de kirigami servirá como un dispositivo mínimamente perceptible para investigar la actividad de los músculos de la palma de la mano de los atletas sin interferir en su rendimiento«,

comenta Assist. El profesor TomoyukiNagmi de la Universidad de Kitasato.

«Este sistema de medición electromiográfica de superficie permitirá el análisis del movimiento en zonas inexploradas del músculo de la palma de la mano, lo que conducirá a una mejor comprensión de la actividad muscular en una amplia gama de deportes e incluso actuaciones artísticas o musicales»,

concluye el Prof. Toshinori Fujie de la Universidad de Waseda (actualmente, Instituto de Tecnología de Tokio), que dirigió la investigación. También hay aplicaciones potenciales en la investigación médica para trastornos motores actualmente inexplicables, como los yips. Está claro que una mejor comprensión de nuestro propio cuerpo durante el ejercicio podría ayudarnos a rendir mejor y a llevar un estilo de vida más saludable.

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