{"id":393461,"date":"2021-05-17T17:41:38","date_gmt":"2021-05-17T20:41:38","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=393461"},"modified":"2021-05-17T17:41:38","modified_gmt":"2021-05-17T20:41:38","slug":"robots-que-ayudan-a-caminar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/robots-que-ayudan-a-caminar\/","title":{"rendered":"Robots que ayudan a caminar"},"content":{"rendered":"

Los proyectos en fase de desarrollo en centros de investigaci\u00f3n universitarios y en una startup<\/em> del estado de S\u00e3o Paulo podr\u00edan satisfacer una demanda latente en Brasil por dispositivos rob\u00f3ticos destinados a mejorar la movilidad de las personas con limitaciones motrices. Investigadores de la Escuela de Ingenier\u00eda de S\u00e3o Carlos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (EESC-USP) anunciaron en noviembre que tienen listo un prototipo de exoesqueleto rob\u00f3tico capaz de brindar asistencia a la movilidad de los miembros inferiores de las v\u00edctimas de enfermedades tales como el ictus o accidente cerebrovascular (ACV), el mal de Parkinson y las lesiones de la m\u00e9dula espinal. El mecanismo emplea algoritmos para identificar la dificultad espec\u00edfica del paciente en cada articulaci\u00f3n de la pierna, como el tobillo, la rodilla y la cadera, y proporciona autom\u00e1ticamente el esfuerzo necesario para llevar a cabo el movimiento.<\/p>\n

\u201cSe trata de un dispositivo concebido para la fisioterapia. No sustituye el esfuerzo del paciente, lo que inhibir\u00eda la recuperaci\u00f3n. La idea es estimular la realizaci\u00f3n de actividades, proporcionando ayuda al paciente en la medida justa como para que pueda concretar actividades tales como caminar, subir escaleras o sentarse\u201d, explica el ingeniero mec\u00e1nico Adriano Almeida Gon\u00e7alves Siqueira, coordinador del proyecto y docente del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica de la EESC.<\/p>\n

El exoesqueleto de la USP, que recibi\u00f3 ayuda de la FAPESP para el desarrollo de los algoritmos de control del sistema, es del tipo denominado tecnolog\u00eda vestible, y est\u00e1 compuesto por un cintur\u00f3n p\u00e9lvico, soportes empalmados sobre las articulaciones de las piernas, sensores, peque\u00f1os motores para impulsar el movimiento, correas de velcro y un par de zapatos. Todo el conjunto pesa 11 kilogramos (kg) y, por ahora, se lo ha probado en personas sanas. En esos test, demostr\u00f3 que posee la estabilidad y la seguridad estructural necesarias, dado que los algoritmos de ayuda al paciente tambi\u00e9n registraron un buen desempe\u00f1o. \u201cLos experimentos con personas discapacitadas se llevar\u00e1n a cabo este a\u00f1o, en cuanto la pandemia del covid-19 as\u00ed lo permita\u201d, comenta Almeida Gon\u00e7alves Siqueira. Seg\u00fan \u00e9l, si todo sale bien, el siguiente desaf\u00edo consistir\u00e1 en transformar el prototipo en un producto. Buscaremos interesados en su industrializaci\u00f3n y comercializaci\u00f3n\u201d.<\/p>\n

Los expertos estiman que las ventas globales de exoesqueletos humanos motorizados podr\u00edan sumar 48.000 unidades este a\u00f1o. El sector de la salud aportar\u00e1 la mayor demanda<\/p><\/blockquote>\n

En la actualidad, los exoesqueletos m\u00e1s comunes en los centros de rehabilitaci\u00f3n son fijos y de gran porte. Con m\u00e1s de 200 kg, est\u00e1n compuestos por cintas caminadoras, barras de apoyo y estructuras para sostener el peso del paciente y de los motores, sensores y dispositivos computarizados. Uno de los m\u00e1s vendidos en todo el mundo es el modelo Lokomat, de la empresa suiza Hocoma, que es el que se utiliza en el Instituto de Medicina F\u00edsica y Rehabilitaci\u00f3n del Hospital de Cl\u00ednicas de la Facultad de Medicina de la USP (FM-USP), que forma parte de la Red de Rehabilitaci\u00f3n Lucy Montoro, en la Asociaci\u00f3n de Asistencia a Ni\u00f1os Discapacitados (AACD), tambi\u00e9n en S\u00e3o Paulo, y en el Centro Estadual de Rehabilitaci\u00f3n y Readaptaci\u00f3n Dr. Henrique Santillo (Crer), en Goi\u00e2nia, de la Secretar\u00eda de Salud del Estado de Goi\u00e1s.<\/p>\n

\u201cLos equipos disponibles en el mercado, de origen europeo, estadounidense o japon\u00e9s, tienen precios prohibitivos para la realidad de los pa\u00edses pobres. Los dispositivos para los miembros inferiores cuestan alrededor de 380.000 d\u00f3lares y para los superiores, entre 130.000 y 160.000 d\u00f3lares\u201d, dice la fisiatra Linamara Rizzo Battistella, directora del Instituto de Medicina F\u00edsica y Rehabilitaci\u00f3n del Hospital de Cl\u00ednicas de la FM-USP. \u201cEn Brasil, son pocos los centros de rehabilitaci\u00f3n que cuentan con exoesqueletos\u201d.<\/p>\n

El modelo dise\u00f1ado en la USP forma parte de un mercado que est\u00e1 empezando a crecer de manera significativa. En 2017 se vendieron en todo el mundo unos 6.000 exoesqueletos humanos motorizados, seg\u00fan datos de la Federaci\u00f3n Internacional de Rob\u00f3tica (IFR), y esa cifra estar\u00eda llegando este a\u00f1o a las 48.000 unidades. La consultora estadounidense Prescient & Strategic Intelligence (P&S) proyecta, en su informe de investigaci\u00f3n del mercado de los exoesqueletos (Exoskeleton market research report<\/em>), una expansi\u00f3n del mercado global de los 290 millones de d\u00f3lares registrados en 2019 hasta los 7.000 millones de d\u00f3lares en 2030. Las cifras y los c\u00e1lculos de la IFR no solo incluyen los exoesqueletos que se utilizan en el \u00e1rea de la salud, sino tambi\u00e9n en la industria y en el \u00e1mbito militar, en estos dos \u00faltimos casos, para ayudar a personas sanas a ejecutar tareas que requieren un gran desgaste f\u00edsico.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/a> El prototipo de la USP est\u00e1 pensado para la recuperaci\u00f3n del movimiento de los miembros inferiores en pacientes que han sufrido un ACV y lesiones medularesL\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/p><\/div>\n

El director de Marketing de P&S Intelligence, Prajneesh Dwivedi, informa que la demanda principal de exoesqueletos llegar\u00e1 desde el sector de la salud. Algunos factores coincidentes en forma simult\u00e1nea colaboran para eso, ellos son: la mayor disponibilidad de la gente y de los gobiernos para invertir en la salud, el crecimiento de la poblaci\u00f3n geri\u00e1trica, y la apertura de oportunidades en el mercado laboral para las personas con discapacidad.<\/p>\n

Tambi\u00e9n contribuyen el alto n\u00famero de casos de lesiones medulares (LM) y de accidentes cerebrovasculares (ACV). \u201cTan solo en Estados Unidos viven 291 mil personas con LM y se registran 17.700 nuevos casos al a\u00f1o\u201d, declara Dwivedi, citando datos del National Spinal Cord Injury Statistical Center<\/em>. En Brasil, el Ministerio de Salud estima en 6.000 a 8.000 los nuevos casos de LM por a\u00f1o y unos 197.000 casos atendidos en el Sistema \u00danico de Salud (SUS) como resultado de episodios de ACV.<\/p>\n

Por otro lado, subraya Dwivedi, el segmento de los exoesqueletos est\u00e1 desarrollando importantes avances con la incorporaci\u00f3n de tecnolog\u00edas rob\u00f3ticas, recursos tales como la inteligencia artificial, la conectividad en la nube y dise\u00f1os livianos que utilizan materiales m\u00e1s adaptables al cuerpo humano. Un buen ejemplo es el equipo para uso en las extremidades inferiores denominado Hybrid Assistive Limb (HAL), desarrollado por la Universidad de Tsukuba y la firma Cyberdyne, ambas en Jap\u00f3n. En 2020, el HAL se convirti\u00f3 en el primer exoesqueleto vestible en obtener la aprobaci\u00f3n de un organismo de vigilancia sanitaria \u2013en este caso el de Tailandia\u2013 para su uso m\u00e9dico. Adem\u00e1s de Tailandia y de Jap\u00f3n, el robot ya se encuentra disponible en Malasia, Arabia Saudita y en varios pa\u00edses europeos.<\/p>\n

El equipo de cient\u00edficos de la EESC-USP tambi\u00e9n trabaja asociado con investigadores de las universidades federales de Rio Grande do Norte (UFRN), Esp\u00edrito Santo (Ufes) y la Universidad de Brasilia (UnB) en el desarrollo de otro exoesqueleto para pacientes con paraplejia, es decir, con par\u00e1lisis de las piernas y de la parte inferior del tronco, una situaci\u00f3n generalmente causada por una lesi\u00f3n en la m\u00e9dula espinal y a menudo permanente. El proyecto posee el respaldo del Programa de Apoyo al Posgrado y a la Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica y Tecnol\u00f3gica en Tecnolog\u00eda Asistencial en Brasil (PGPTA), del gobierno federal.<\/p>\n

El prop\u00f3sito de este equipo, denominado Ortholeg, consiste en ayudar a las personas discapacitadas a desplazarse caminado en su vida cotidiana. \u201cEl exoesqueleto sustituye a la silla de ruedas, facilitando la superaci\u00f3n de obst\u00e1culos, tales como escalones, hoyos y cordones de la calle\u201d, explica el ingeniero el\u00e9ctrico Pablo Javier Alsina, coordinador de la iniciativa y del Laboratorio de Rob\u00f3tica y Sistemas Dedicados de la UFRN. Otra ventaja del Ortholeg, analiza el investigador, reside en que genera autoestima. \u201cEn la silla de ruedas, la persona habla de abajo hacia arriba. Al permitirle estar de pie, la sensaci\u00f3n es de igualdad.<\/p>\n

\"\"L\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/a>El Ortholeg ya va por su segunda versi\u00f3n. El primero pesaba 20 kg y el segundo, 12 kg. La estructura est\u00e1 fabricada en una aleaci\u00f3n especial de aluminio y fibra de carbono y adopta un sistema de eficiencia energ\u00e9tica capaz de reducir hasta un 30 % el consumo de la bater\u00eda. Todo esto hizo posible sustituir los cuatro motores de alto rendimiento que costaban 50.000 reales cada uno por otros m\u00e1s livianos cuyo precio unitario es de 11.000 reales.<\/p>\n

Los primeros exoesqueletos para personas parapl\u00e9jicas que llegaron al mercado internacional requieren que el usuario seleccione cada movimiento a realizar mediante botones de mando. En tanto, el Ortholeg incorpora t\u00e9cnicas rob\u00f3ticas que le permiten al usuario ejecutar movimientos con un alto grado de autonom\u00eda. Adem\u00e1s de poder elegir la direcci\u00f3n en la cual se pretende moverse, tiene un control total sobre el ritmo, las detenciones y los cambios de direcci\u00f3n. El exoesqueleto realiza el movimiento en forma autom\u00e1tica. Para ello, est\u00e1 equipado con una c\u00e1mara que visualiza los obst\u00e1culos y recurre a t\u00e9cnicas de inteligencia artificial, optimizaci\u00f3n y planificaci\u00f3n del movimiento para adaptar el paso de la persona a la forma m\u00e1s adecuada para superar los obst\u00e1culos que tiene por delante y llegar a destino. \u201cEl exoesqueleto es como un taxi que lleva a la persona al destino elegido\u201d, compara Alsina.<\/p>\n

Para la fisiatra Linamara Battistella, de la FM-USP, la rob\u00f3tica presta un gran servicio a la rehabilitaci\u00f3n motora, permiti\u00e9ndole a los pacientes completar una mayor cantidad de repeticiones de los ejercicios<\/p><\/blockquote>\n

Seg\u00fan el ingeniero de la UFRJ, las pruebas del equipo con los usuarios estaban previstas inicialmente para 2020, pero tambi\u00e9n debieron posponerse a causa del covid-19. Ahora se espera poder realizarlas antes del final de este a\u00f1o. El paso siguiente es la presentaci\u00f3n del dispositivo a la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa) y, con la aprobaci\u00f3n de este organismo, se tramitar\u00e1 la licencia comercial.<\/p>\n

En el Laboratorio de Biomecatr\u00f3nica de la Escuela Polit\u00e9cnica (Poli) de la USP se est\u00e1n desarrollando modelos de exoesqueletos para la rehabilitaci\u00f3n en sesiones de fisioterapia, la prevenci\u00f3n de lesiones laborales y tambi\u00e9n para fines asistenciales, es decir, para ayudar a las personas con discapacidad en su rutina cotidiana. El ingeniero Arturo Forner-Cordero, coordinador del Laboratorio de Biomecatr\u00f3nica del Departamento de Ingenier\u00eda Mecatr\u00f3nica y Sistemas Mec\u00e1nicos (PMR), informa que ya est\u00e1n listos los sistemas de arquitectura de control, que emplean algoritmos para reconocer el ritmo del paso de cada individuo generando un patr\u00f3n de marcha. Tambi\u00e9n se han ultimado los sistemas de control de posici\u00f3n y fuerza del robot para generar el esfuerzo adecuado para el movimiento, pero a\u00fan hay que construir los prototipos, un proceso que se ha retrasado debido a la pandemia. \u201cHacia el mes de julio deber\u00edamos tener las primeras unidades terminadas\u201d, estima Forner-Cordero.<\/p>\n

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Vitor Gaboardi dos Santos <\/span><\/a> El Ortholeg emplea recursos de la inteligencia artificial para adaptar el paso del paciente y que este pueda superar los obst\u00e1culos con los que se cruzaVitor Gaboardi dos Santos <\/span><\/p><\/div>\n

Son dos los modelos de exoesqueletos para personas con discapacidad que se est\u00e1n desarrollando en la Poli-USP, ambos motorizados. Uno emplea el sistema convencional con un motor junto a cada articulaci\u00f3n asistida. El otro modelo adopta un sistema en el que los motores se montan en una mochila que se lleva en la espalda y la transmisi\u00f3n de la energ\u00eda se realiza mediante cables tipo bowden<\/em>, como los que se utilizan en los frenos de las bicicletas. \u201cEste sistema permite reducir el peso que ha de soportarse en una zona debilitada, concentr\u00e1ndolo en la espalda\u201d, explica el ingeniero mecatr\u00f3nico Rafael Traldi Moura, tambi\u00e9n del PMR de la Poli-USP. Las investigaciones son financiadas por el Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq).<\/p>\n

En S\u00e3o Caetano do Sul (S\u00e3o Paulo), la startup<\/em> Vivax desarroll\u00f3 un robot port\u00e1til para ayudar en la rehabilitaci\u00f3n de las extremidades superiores. La idea es que el sistema se erija como una alternativa con un costo m\u00e1s accesible. Seg\u00fan la empresa, el robot, el primero de su clase, estimula al paciente a hacer ejercicio mediante juegos digitales en 3D que simulan las actividades cotidianas en un entorno tridimensional.<\/p>\n

El dispositivo, similar a una palanca de mando, se mueve gracias a un sistema de coordenadas esf\u00e9ricas denominado A.R.M. (assistive rehabilitation machine<\/em>). En los juegos, los movimientos est\u00e1n predefinidos. Mediante una interfaz, los terapeutas seleccionan los juegos m\u00e1s adecuados para cada paciente, as\u00ed como la fuerza necesaria para realizar los ejercicios.<\/p>\n

\u201cCon el robot, el paciente ejecuta unos 1.400 movimientos en una sesi\u00f3n de fisioterapia de 50 minutos de duraci\u00f3n. En una sesi\u00f3n normal se realizan unos 100 movimientos. Es como hacer 14 sesiones de fisioterapia en s\u00f3lo 50 minutos\u201d, resalta el ingeniero naval Antonio Makiyama, quien concibi\u00f3 el equipo junto con su hermano, el fisioterapeuta Tomas Makiyama.<\/p>\n

El A.R.M. es port\u00e1til, pesa aproximadamente 15 kg y se est\u00e1 vendiendo a un costo de 80 mil d\u00f3lares. Ya se han sido vendidos nueve de ellos a la Red Lucy Montoro y otros dos a la Municipalidad de S\u00e3o Paulo. \u201cEs un dispositivo con proyecci\u00f3n internacional y nos estamos preparando para su comercializaci\u00f3n a escala\u201d, dice Makiyama. Para 2021, Vivax tiene previsto sacar al mercado una versi\u00f3n del A.R.M. para las extremidades inferiores, con juegos l\u00fadicos que utilizan el pie. El desarrollo del robot cont\u00f3 con el apoyo financiero del Programa de Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe) de la FAPESP.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/a> El robot port\u00e1til de Vivax, con un formato similar al de un joystick, colabora en la rehabilitaci\u00f3n de los miembros superioresL\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/p><\/div>\n

Para Battistella, de la FM-USP, la rob\u00f3tica presta una enorme contribuci\u00f3n a la rehabilitaci\u00f3n, ya que le permite al paciente completar un mayor n\u00famero de repeticiones de los ejercicios, algo que no podr\u00eda hacer sin ayuda externa. \u201cLos ejercicios f\u00edsicos mejoran las condiciones motrices, cardiovasculares y cognitivas. Esta recuperaci\u00f3n asistida por la rob\u00f3tica es m\u00e1s r\u00e1pida, lo que le permite al afectado reanudar sus actividades normales en menos tiempo. El impacto social puede ser muy grande\u201d, explica el especialista, cuyo grupo de investigaci\u00f3n estudia, con el respaldo de la FAPESP, los mecanismos de neuroplasticidad implicados en el proceso de rehabilitaci\u00f3n de la motricidad.<\/p>\n

Los exoesqueletos, seg\u00fan la fisiatra, tambi\u00e9n ayudan a preservar la salud de los t\u00e9cnicos que, sin la ayuda de esos equipos, necesitan realizar un gran esfuerzo f\u00edsico para ayudar a los pacientes. Otro beneficio de la rob\u00f3tica reside en que mejora el desarrollo de un tratamiento personalizado para cada paciente, utilizando para ello la informaci\u00f3n captada por los sensores, que eval\u00faan en cada momento el esfuerzo realizado y la dificultad del paciente para completar la actividad.<\/p>\n

\"\"L\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/a>Seg\u00fan Battistella, los exoesqueletos vestibles que se est\u00e1n desarrollando en las universidades brasile\u00f1as han demostrado en laboratorio que son capaces de ofrecer las mismas funcionalidades para la rehabilitaci\u00f3n de los pacientes e informaci\u00f3n para el equipo m\u00e9dico que proporcionan los modelos anal\u00f3gicos. En su opini\u00f3n, los dispositivos nacionales podr\u00edan suponer un potencial de mercado a\u00fan sin precedentes en el mundo si tienen buenos resultados en las pruebas con los pacientes.<\/p>\n

\u201cUn producto viable para su adquisici\u00f3n por el Sistema \u00danico de Salud en Brasil tendr\u00e1 una r\u00e1pida expansi\u00f3n en el mercado. Los pa\u00edses de Am\u00e9rica Latina, \u00c1frica y Asia tambi\u00e9n estar\u00edan interesados\u201d, dice la fisiatra, quien es una de las coordinadoras del Grupo de Desarrollo de las Directrices de Rehabilitaci\u00f3n Sanitaria de la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud (OMS).<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\n1.<\/strong> Estrategias adaptativas h\u00edbridas para exoesqueletos de los miembros inferiores (n\u00ba 19\/05937-7<\/a>); Modalidad<\/strong> Ayuda de Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable<\/strong> Adriano Almeida Gon\u00e7alves Siqueira (USP); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 139.379,82
\n2.<\/strong> Investigaci\u00f3n y desarrollo de un robot port\u00e1til para la rehabilitaci\u00f3n neurol\u00f3gica y ortop\u00e9dica de los miembros inferiores (n\u00ba 19\/09933-6<\/a>); Modalidad<\/strong> Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe); Convenio<\/strong> Pappe\/Finep; Investigador responsable<\/strong> Antonio Massato Makiyama (Vivax); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 750.170,13
\n3.<\/strong> El d\u00e9ficit inhibitorio como marcador de la neuroplasticidad en la rehabilitaci\u00f3n (n\u00ba 17\/12943-8<\/a>); Modalidad<\/strong> Ayuda de Investigaci\u00f3n; Programa<\/strong> Spec; Investigador responsable<\/strong> Felipe Fregni (USP); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 3.104.574,50<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Dispositivos en desarrollo en Brasil ayudan en la rehabilitaci\u00f3n de pacientes con movilidad limitada","protected":false},"author":538,"featured_media":394435,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[297,312],"coauthors":[1346],"class_list":["post-393461","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-ingenieria","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/393461","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/538"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=393461"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/393461\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":394818,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/393461\/revisions\/394818"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/394435"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=393461"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=393461"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=393461"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=393461"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}