Bella, leggera e hi-tech: ecco cos'Ŕ e come funziona la mano bionica italiana che ridona il tatto

Pronta alla sperimentazione la nuova protesi biorobotica 'My Hand', controllata dal pensiero che non necessita di intervento chirurgico per l'impianto. ╚ stata ideata e realizzata a Pisa. Cipriani: "╚ una protesi da esibire e non da nascondere"

Ricerca in Medicina Redazione Ś 13/04/2015
Fonte: Immagine dal web

Bella, leggera e supertecnologica, pesa 500 grammi, è in lega di alluminio, a chi la indossa  consente sette movimenti senza richiedere un intervento chirurgico per la sua applicazione. E, cosa ancor più sorprendente, sarà controllata dal pensiero. È la rivoluzionaria protesi bionica di mano, o mano bionica, ideata e realizzata dal docente di BioRobotica Christian Cipriani ed il suo team di ricercatori presso l'Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa. Frutto del progetto ‘My Hand’, finanziato con oltre 400 milioni euro dal ministero dell'Istruzione, questo ritrovato della super tecnologia è il paradigma di nuova idea di protesi destinata a quanti hanno subito un'amputazione. A vederla somiglia alle mani dei robot umanoidi della saga di 'Guerre Stellari', ma dopo una serie di test di funzionamento nei mesi scorsi, oggi è pronta sta per essere testata sui pazienti. Successivamente, il nuovo frutto della bio-robotica Made in Italy, potrà essere messo in commercio a cifre molto basse, per unire la diffusione della tecnologia ad una forte attenzione al sociale.

"È una protesi da esibire e non da nascondere", sintetizza Christian Cipriani. "Siamo partiti - spiega poi il ricercatore - progettando l'esterno, l'involucro che contiene la tecnologia e, in collaborazione con i designer del 'Darc Studio' di Roma, abbiamo sviluppato una protesi dall'estetica accattivante". Così, dopo aver messo a punto i dettagli estetici, gli ingegneri, guidati dal ricercatore Marco Controzzi, hanno riempito il dispositivo di meccanismi, di tecnologia e di intelligenza artificiale l'interno, raggiungendo un risultato che unisce funzionalità e robustezza a ricercatezza estetica. Va detto che la mano bionica sviluppata a Pisa si pone in continuità con un altro progetto già concluso finanziato dalla Commissione europea coordinato dallo stesso Cipriani, 'Way' dove oltre al 'guanto robotico'[1], è stato possibile sviluppare la tecnologia per impiantare la nuova mano bionica senza passare dalla sala operatoria.



"La mano utilizza tre motori elettrici e un pollice opponibile, per afferrare oggetti di varia forma e peso differente - sottolinea l’ingegner Marco Controzzi -. Un'altra novità tecnologica particolarmente rilevante consiste in un meccanismo inventato all'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant'Anna, oggetto di brevetto internazionale, che, con un solo motore, consente la rotazione del pollice o la flessione dell’indice in maniera alternata”. “Questa possibilità - conclude - garantisce l'esecuzione di tutte le prese senza influire sul peso ma garantendo un’elevata robustezza”. Non propriamente una passeggiata la realizzazione di questo gioiello della tecnologgia robotica: “Si è trattato di una stata una sfida molto ardua - sottolinea il designer Alessio Tommasetti del Darc Studio di Roma- ma siamo orgogliosi di averla accettata. Spesso abbiamo invaso il campo tecnico dei bioingegneri con l'arte e il design, ma abbiamo avviato una collaborazione efficace, in sinergia abbiamo elaborato un concept estremamente innovativo".



Adesso la protesi, bella e con un sofisticato cuore tecnologico, è pronta per la sperimentazione ed una volta superati i test con i pazienti, il nuovo frutto della bio-robotica Made in Italy sarà a disposizione delle persone amputate a prezzi inferiori rispetto a quelli, ad esempio, di uno smartphone di ultima generazione. Ed il mercato è potenzialmente ampio: secondo le ultime stime, ogni anno in Europa si contano oltre 2mila nuovi casi di amputazione della mano. In questo senso ‘My-Hand’ è dunque una innovativa protesi bionica di mano, che dotata di sensori tattili e caratterizzata da una elevata destrezza, permette di compiere tutte le prese e le posture necessarie nella vita quotidiana di chi la indossa in quello che i ricercatori hanno definito come il “ritorno sensoriale fisiologico”.

CARATTERISTICHE TECNICHE E MOVIMENTI CONSENTITI CON ‘MY-HAND’. Una persona amputata perde la capacità di sentire e di esplorare il mondo circostante, di utilizzare i movimenti per sostenere la parola e per esprimere emozioni. Per questo gli scienziati hanno pensato di dotare la mano bionica di un aspetto antropomorfo a 5 dita; la protesi pesa meno di 500 grammi ed ha dimensioni esterne comparabili a quelle della mano di una donna adulta. E' dotata di 3 motori elettrici e di una struttura in lega di alluminio, con un innovativo sistema di trasmissione brevettato per la flessione dell'indice e opposizione del pollice basato su accoppiamento 'a ruota di Ginevra'. L'elettronica di controllo è integrata nel dorso della mano, e la chiusura completa delle dita richiede meno di 1 secondo.
 

CARATTERISTICHE
• Aspetto antropomorfo a 5 dita  
• Peso inferiore a 500g (incluso il polso)
• Dimensioni esterne comparabili a quelle della mano di una donna adulta  
• Attuazione tramite 3 motori elettrici  
• Struttura in lega di alluminio  
• Trasmissione robusta basata su link rigidi e ruote dentate  
• Innovativo sistema di trasmissione brevettato per la flessione dell’indice ed opposizione del pollice basato su accoppiamento “a ruota di Ginevra”  
• Elettronica di controllo integrata nel dorso della mano  
• Controllo proporzionale tramite segnali muscolari  
• Chiusura completa delle dita in meno di 1 secondo


7 MOVIMENTI E PRESE POSSIBILI :

1) Cilindrica (per oggetti di grandi dimensioni, come una bottiglia);
2) Bidigitale (per oggetti piccoli);
3) Laterale (per afferrare, ad esempio, chiavi o carte di credito);
4) Indice esteso (per la pressione di pulsanti);
5) Indice flesso (per scrivere su una tastiera);
6) Adduzione delle dita (per tenere oggetti tra le dita, come una sigaretta);
7) Riposo.

LINK
Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa

NOTE
[1]
Il 'guanto robotico' è l'esoscheletro per ripristinare il controllo motorio delle mani in persone con problemi nell'usare questo arto a causa di danni neurologici.