El nuevo dispositivo portátil ayuda a los astronautas a conocer de arriba a abajo: confiar en él es la parte difícil
Un viaje de ida al Planeta Rojo llevaría hasta nueve meses. Durante ese tiempo, los astronautas a bordo de la nave espacial con destino a Marte podrían perder el sentido de la orientación y la capacidad de distinguir entre arriba y abajo, lo que dificultaría orientarse en la superficie marciana. Para mantener a los astronautas en curso, se podría utilizar un dispositivo portátil para mejorar su orientación espacial, pero sólo si aprenden a confiar en sensores externos cuando sus propios sentidos internos les fallan.
Como científico investigador centrado en los vuelos espaciales tripulados, Vivekanand Vimal ha pasado años explorando si la tecnología puede usarse para aumentar los sentidos de los astronautas para que puedan superar sus restricciones biológicas en otro mundo. "Nuestra biología no fue hecha para poder lidiar con la exploración espacial y todas estas intensas maniobras", dijo Vimal a Gizmodo. "Y entonces tenemos el aumento humano, el uso de tecnología para mejorar nuestras habilidades donde de otro modo no funcionaría tan bien".
Vimal, investigador del Laboratorio de Orientación Espacial Ashton Graybiel de la Universidad Brandeis y autor de un nuevo artículo publicado en Frontiers in Physiology , estudia el sistema vestibular humano, que es un grupo de pequeñas estructuras dentro del oído interno del que dependemos para mantener el equilibrio. En la Tierra, la gravedad atrae los órganos otolitos del sistema, pequeños pelos con cristales, que te indican qué tan inclinado estás desde tu punto de equilibrio. En el espacio, sin embargo, la falta de gravedad desorienta a los astronautas.
"Los astronautas en microgravedad no tendrán una idea clara de dónde está arriba mientras descienden porque no tienen un fuerte sentido de la gravedad", dijo Vimal.
Utilizando un dispositivo de rotación multieje que había diseñado, Vimal probó un dispositivo portátil, conocido como vibrotactores, en condiciones simuladas de vuelos espaciales. A través de una serie de experimentos, Vimal descubrió que los vibrotactores podrían ayudar a los astronautas a combatir la desorientación espacial si se combinan con un entrenamiento especial que les permita confiar en una máquina en lugar de sus señales gravitacionales naturales.
Los vibrotactores utilizan señales de vibración mientras están sujetos a los brazos de los astronautas para indicar dónde se encuentran en su entorno, ya sea al revés o inclinados hacia un lado. En el laboratorio, a unas 30 personas se les vendaron los ojos y se les ató a un dispositivo de rotación con un joystick en una mano para intentar mantener el equilibrio en posición vertical. Los participantes en el estudio se dividieron en tres grupos: uno montado en el dispositivo simulador sin ayuda, otro con los vibrotactores conectados y un tercero con ambos.
Algunos de los participantes del estudio recibieron capacitación adicional para ayudarlos a desconectarse de sus sentidos internos. Entonces, en lugar de comenzar con un punto de equilibrio justo en el centro, su posición inicial fue aleatoria cada vez, lo que los obligó a confiar en el dispositivo vibratorio para decirles dónde se encontraban en el espacio en lugar de tratar de usar sus señales gravitacionales instintivas. Debido a su formación especializada, este grupo se desempeñó mucho mejor que los demás.
Aunque el grupo que entrenó con los vibrotactores dijo que confiaban en el dispositivo, todavía experimentaron un conflicto entre sus señales internas y las vibraciones que sentían en sus brazos. Como resultado, todavía no confiaban lo suficiente en el dispositivo como para confiar en él instintivamente en una situación de alta presión, como el aterrizaje de una nave espacial. "El hecho de que confíes cognitivamente en estos dispositivos no significa que dependas de ellos porque, para usarlos, tienes que tomar decisiones a nivel visceral muy rápido", dijo Vimal. "Es necesario construir una conexión subconsciente y a nivel visceral entre el ser humano y el dispositivo".
El programa de formación no redujo la sensación de conflicto, pero sí permitió a los participantes superarlo. Este tipo de entrenamiento podría ayudar a los astronautas a hacer un mejor uso de los vibrotactores durante las transiciones gravitacionales, como el despegue y el reingreso de una nave espacial, o el aterrizaje en la superficie de la Luna u otro planeta como Marte, donde las señales gravitacionales naturales se habrían adaptado a estar en una condición de ingravidez.
"Después de vuelos de larga duración, los astronautas tienen inestabilidad postural, dificultad para mantener el equilibrio... se tambalean mucho", dijo Vimal. "Es difícil para ellos mantener el equilibrio porque básicamente tienen que volver a cablear su cerebro para lidiar con la gravedad". Al utilizar los vibrotactores, los astronautas podrían realizar maniobras más precisas con la nave espacial mientras aterrizan en la superficie lunar al tener una mejor idea de lo que está arriba y lo que está abajo.
Para la siguiente fase de sus experimentos, Vimal también implementará niveles gravitacionales lunares y marcianos en el dispositivo giratorio para simular estar en la superficie de otro mundo. "En nuestro próximo artículo, crearemos análogos marcianos y lunares donde habrá algunas señales gravitacionales", dijo. "En general, estamos interesados en determinar qué factores llevan a un ser humano a sentirse completamente fusionado con un dispositivo de aumento sensorial".
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