España es un país con una arraigada tradición deportiva y casi la mitad de los españoles, concretamente el 47,9%, hace deporte de forma habitual, según un informe publicado por el Centro de Investigaciones Sociológicas (CIS). Para entrenar de forma sencilla y placentera es necesario escoger las zapatillas correctas, ya sea para salir a correr o simplemente para caminar. Incluso es importante contar con unas buenas plantillas, que han ido evolucionando con versiones que refrescan los pies u otras inteligentes que han ayudado a los atletas a preparar unos Juegos Olímpicos.

Ahora, la Universidad de Portsmouth (en Reino Unido) y la empresa tecnológica TG0 han sorprendido con unas nuevas plantillas inteligentes que son capaces de medir con precisión la interacción del cuerpo con el suelo; y que podrían cambiar las reglas del juego del deporte y de la salud al prevenir las temidas lesiones. Los investigadores de ambos organismos han estudiado cómo hacer para que estos elementos hagan algo más que amortiguar los pies de los deportistas.

Incluso han pensado en cómo hacer que estos dispositivos sean capaces de ayudar a los deportistas, ya sean aficionados o profesionales, mejorando su rendimiento o evitando lesiones; incluso para que puedan asistir a los médicos en el seguimiento de un paciente lesionado que se encuentre en rehabilitación. Tras un tiempo de investigación, los científicos han conseguido desarrollar unas nuevas y revolucionarias plantillas inteligentes que miden con precisión las fuerzas creadas cuando un pie golpea el suelo.

Mejoran el rendimiento

Dirigidos por Dalin Zhou, profesor de la Facultad de Informática de la Universidad de Portsmouth, el equipo de investigadores ha diseñado "con éxito" un nuevo sistema de plantilla inteligente capaz de medir con precisión la interacción del cuerpo con el suelo, lo que abre nuevas posibilidades en las ciencias del deporte y la atención sanitaria al estimar las fuerzas de reacción del suelo (GRF, por sus siglas en inglés); que son cruciales porque influyen en la forma en la que el cuerpo se mueve y reacciona durante la actividad física.

Las GRF no tienen nada que ver con el ejercicio, sino que cuando el usuario camina, corre o salta, su pie empuja contra el suelo, y el suelo empuja hacia atrás con una fuerza igual en la dirección opuesta. Un dato muy importante que se utiliza en los estudios biomecánicos para estimar la cinética de las articulaciones y sus posibles alteraciones en el sistema musculoesquelético. Incluso son cruciales para la rehabilitación y la prevención de lesiones; y hasta ahora "era casi imposible obtenerlos fuera de un laboratorio".

Actualmente, los investigadores y profesionales médicos usan placas de fuerza para medir las GRF, que resultan ser máquinas grandes, caras y no pueden seguir el movimiento en entornos cotidianos. Como alternativa, los científicos de la Universidad de Portsmouth y de TG0 han ideado una nueva plantilla inteligente que utiliza sensores de presión integrados y una unidad de medición inercial (IMU, por sus siglas en inglés) para seguir la presión y el movimiento del pie con una precisión "impresionante".

Las plantillas, que se combinan con inteligencia artificial (IA), pueden predecir las fuerzas de reacción del suelo con una tasa de error de tan sólo el 4,16%, lo que las convierte en uno de los dispositivos de seguimiento del movimiento más precisos del mercado, según han explicado los científicos en un comunicado. Además, el estudio, que se ha publicado en Intelligent Sports and Health, se ha destacado que los métodos anteriores, como los sensores de movimiento o las plantillas de presión, solían contar con tasas de error que oscilaban entre el 8% y el 20%.

Otra de las principales características de estas nuevas plantillas inteligentes es que están equipadas con una batería integrada que permite obtener unas ocho horas de recogida continua de datos. Además, las plantillas se comunican con un receptor basado en PC (dongle USB) a través de Bluetooth de baja energía. Los investigadores han señalado que durante el funcionamiento todos los datos que se recogen se almacenan en formato de archivo CSV con marcas de tiempo en el ordenador a través de una interfaz de usuario.

"Queríamos crear una alternativa asequible y portátil a los costosos equipos de laboratorio. Estas plantillas podrían ayudar a los atletas a mejorar su rendimiento, asistir a los médicos en la rehabilitación e incluso ayudar a la gente a hacer un seguimiento de su movimiento para su salud en general", ha explicado Dinghuang Zhang, coautor del estudio, antiguo investigador de posgrado de la Facultad de Informática de la Universidad de Portsmouth y actual asociado del programa de transferencia de conocimientos (KTP, por sus siglas en inglés) de TG0.

Los investigadores han señalado en su estudio que sus plantillas inteligentes tienen tres principales aplicaciones. La primera tiene que ver con el rendimiento deportivo y la prevención de lesiones, ya que los atletas pueden realizar un seguimiento de sus movimientos, optimizar sus entrenamientos y reducir el riesgo de lesionarse. En segundo lugar, está la atención sanitaria y la rehabilitación.

Y es que los médicos y fisioterapeutas pueden usar este invento para controlar a los pacientes que se recuperan de lesiones o con problemas de movilidad. Por último, estas plantillas inteligentes tienen una aplicación como tecnología vestible y de investigación. Los científicos han indicado que pueden utilizar los datos de las plantillas para avanzar en la ciencia del deporte y la investigación biomecánica.

Uso sanitario

La idea del desarrollo de estas nuevas plantillas inteligentes se inspiró en la "acuciante necesidad de mejorar el cuidado del pie diabético". Los científicos han explicado que los pacientes diabéticos sufren a menudo neuropatía periférica, lo que reduce la sensibilidad de sus pies y aumenta el riesgo de úlceras. Y si estas no se tratan pueden provocar infecciones graves y, en algunos casos, amputaciones. Por lo que con este invento pretenden detectar precozmente las zonas de alta tensión, lo que permitirá a pacientes y profesionales sanitarios tomar medidas preventivas.

"La misión de TG0 es utilizar la IA integrada y materiales de bajo coste para revolucionar las interfaces hombre-máquina, hacerlas accesibles, sostenibles e inteligentes. Combinando la investigación académica con la experiencia de la industria, hemos mejorado nuestra tecnología de detección inteligente de bajo coste que podría cambiar la forma en que interactuamos con el mundo, tanto en el deporte como en la sanidad", ha informado Liucheng Guo, cofundador y director técnico de TG0.

Guo también ha señalado que "el estudio no sólo pone de manifiesto nuestro compromiso con la innovación, sino que también allana el camino para soluciones de detección inteligente de próxima generación que van más allá del deporte y se extienden a aplicaciones sanitarias más amplias". El estudio ha puesto a disposición del público un conjunto de datos con el objetivo de ayudar a los investigadores a desarrollar una tecnología vestible aún mejor y para la investigación han contado con la ayuda de la Escuela de Informática y la Escuela de Psicología, Deporte y Ciencias de la Salud de la Universidad de Portsmouth.

"Esta asociación ha puesto de manifiesto las ventajas de la colaboración para aunar distintas competencias. Todo movimiento humano, ya sea en deportes de élite, actividades recreativas o rehabilitación, está causado por fuerzas y poder medir con precisión esas fuerzas fuera de un entorno de laboratorio supone un cambio radical para mejorar el rendimiento deportivo, identificar los riesgos de lesión y mejorar la recuperación tras una lesión u otras afecciones", ha concluido Tim Exell, profesor de Biomecánica y Ciencias de la Rehabilitación.