Maegan Tucker move as pessoas. Como aluna do primeiro ano de engenharia meca¢nica da Caltech, ela desenvolveu um acessório para bengalas que vibra para alertar os usuários quando eles correm o risco de cair. Ela pesquisa exoesqueletos do tornozelo que podem ajudar pessoas com deficiências ambulatoriais a caminhar mais longe com menos esfora§o e roupas de corpo inteiro que podem devolver a mobilidade a queles que a perderam.

Mas Tucker, que tem o apoio da Theodore Y. Wu Graduate Fellowship da Caltech, procura entender esses dispositivos em umnívelmais profundo e, ao fazaª-lo, encontra novas e melhores maneiras de humanos e ma¡quinas trabalharem juntos. No Laborata³rio de Roba³tica Experimental Ba­pede Meca¢nica Avana§ada (AMBER) de Aaron Ames , Bren, professor de Engenharia Meca¢nica e Civil e Sistemas Dina¢micos e Controle e Caltech, ela faz uma ponte entre o prático e o tea³rico, investigando a matemática fundamental por trás das interações humano-roba´.

Um presente do Big Ideas Fund do Departamento de Engenharia Meca¢nica e Civil da Caltech apoiou sua pesquisa de exoesqueleto do tornozelo e recebeu financiamento do Programa de Bolsas de Pesquisa de Pa³s-Graduação da National Science Foundation para seu projeto de construir uma bengala melhor. No laboratório da AMBER, seu trabalho mantanãm o foco exclusivo da Caltech na ciência fundamental, que une a pesquisa sobre mobilidade roba³tica em todo o Instituto e dirige a nova iniciativa RoAMS (Robotic Assisted Mobility Science) , que éapoiada em parte por um presente do Zeitlin Family Fund para Break Through: A Campanha Caltech .

Tucker se concentra em tecnologias que trabalham em conjunto com usuários humanos para auxiliar sua mobilidade. Esse interesse foi um ajuste natural para o curso Design for Freedom from Disability da Caltech, que a inspirou a reimaginar a cana. Agora ela tem uma patente provisãoria para sua invenção de prota³tipo, que éanexada a uma bengala tradicional. Ele inclui um sensor de inclinação e um motor de vibração para alertar os usuários sobre possa­veis perigos, como segurar a bengala em um a¢ngulo que não os apoiara¡ se eles caa­rem. O dispositivo estãopassando por testes em um centro de reabilitação local.

O desafio desse tipo de tecnologia médica vesta­vel éque cada dispositivo sob medida deve recorrer a uma ampla gama de conhecimentos cienta­ficos e requer tentativa e erro para ser aperfeia§oado. Por exemplo, os roboticistas estudam como os robôs respondem a s interações entre corpos e ma¡quinas. Pesquisadores de biomeca¢nica estudam a resposta humana. E os médicos ajustam as pra³teses manualmente para acomodar o corpo e as necessidades individuais de cada paciente.

Math éo lugar onde todos os threads convergem. Quando os pesquisadores entenderem a matemática das interações homem-ma¡quina, diz Tucker, eles podera£o criar robôs que colaborem melhor com os seres humanos e exijam menos ajustes. "Vocaª precisa entender a matemática subjacente ao sistema", diz ela. "E vocêtem que entender a conexão humana."

Um dia, Tucker pretende liderar seu pra³prio laboratório universita¡rio, que reflita o equila­brio entre teoria e prática no laboratório Caltech de Ames e possa inspirar novas gerações de engenheiros ao longo do caminho.

"Quanto mais simples vocêcriar um dispositivo, maior a chance de seu produto se tornar acessa­vel para as pessoas", diz ela. "Mas, ao mesmo tempo, entender a teoria e a matemática tem uma aplicação a longo prazo para ajudar outros laboratórios de pesquisa a entender como incorporar o sistema completo".

a‰ um risco. Tucker e os outros pesquisadores da equipe de Ames podem achar que sua abordagem matematicamente rigorosa da roba³tica os leva a direções inesperadas. Além disso, o desenvolvimento de pra³teses e exoesqueletos médicos éum empreendimento amplo e interdisciplinar que conecta as fronteiras da neurociaªncia, roba³tica, matemática e biomeca¢nica, o que torna o campo emocionante e incerto.

"Acho que éassustador para muitas agaªncias de financiamento", diz Tucker. "Mas uma coisa que notei na Caltech éque ela incentiva vocêa fazer coisas ambiciosas, mesmo que o sucesso não seja garantido."