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Robot indossabili, prossimo step per una reale mobilità e riabilitazione

Robot indossabili capaci di anticipare e reagire in tempo reale ai movimenti degli utilizzatori potrebbero migliorare sensibilmente l’assistenza alla mobilità e gli strumenti per la riabilitazione.

I robot indossabili sono dei dispositivi programmabili che si portano sul corpo, o esoscheletri, e che sono progettati per interagire meccanicamente con l’utilizzatore. Il loro scopo è quello di supportare o persino di sostituire la funzione motoria umana per le persone che hanno delle gravi difficoltà a muoversi o a camminare.

Il progetto BIOMOT, completato nel settembre 2016, ha aiutato a far progredire questo settore emergente dimostrando che i modelli computazionali personalizzati del corpo umano possono essere efficacemente usati per controllare degli esoscheletri indossabili. Il progetto ha identificato dei modi per ottenere una migliore flessibilità e prestazioni autonome, che potrebbero assistere nell’uso di robot indossabili quali strumenti di assistenza alla mobilità e di riabilitazione.

“Un crescente numero di ricercatori nel campo della neuroriabilitazione è interessato al potenziale di queste tecnologie robotiche per la riabilitazione clinica in seguito a malattie neurologiche,” spiega il coordinatore del progetto BIOMOT, il dott. Juan Moreno del Consiglio spagnolo per la ricerca scientifica (CSIC). “Una ragione è che questi sistemi possono essere ottimizzati allo scopo di fornire diverse azioni terapeutiche in momenti specifici della convalescenza o della cura.”

screenshot

Tuttavia, molti fattori hanno finora limitato la diffusa commercializzazione dei robot indossabili. Moreno e il suo team hanno identificato la necessità per le attrezzature indossabili di essere più compatte e leggere, e meglio in grado di anticipare e rilevare i movimenti che chi le indossa intende fare. Inoltre, i robot avevano bisogno di diventare più versatili e adattabili in modo da aiutare le persone in una varietà di situazioni differenti; camminare su un terreno irregolare, ad esempio, o avvicinarsi a un ostacolo.

Allo scopo di affrontare queste sfide, il progetto ha sviluppato dei robot con adattabilità e flessibilità in tempo reale aumentando la simbiosi tra il robot e l’utilizzatore attraverso interazioni dinamiche sensomotorie. È stato adottato un approccio gerarchico a queste interazioni, consentendo al team del progetto di applicare differenti strati per differenti scopi. Questo significa in effetti che l’esoscheletro può essere personalizzato per un singolo utilizzatore.

“Grazie a questa struttura, l’esoscheletro di BIOMOT può fare affidamento su misurazioni meccaniche e bioelettriche per adattarsi a utilizzatori o condizioni di lavoro che cambiano,” afferma Moreno. “Questo porta a migliori interventi robotici.”

In seguito al lavoro teorico e pratico, il team del progetto ha quindi testato questi prototipi di esoscheletro con dei volontari. Una sfida tecnica chiave era quella di come combinare un’architettura robusta e aperta con un nuovo sistema robotico indossabile che sia in grado di raccogliere segnali provenienti dall’attività umana. “Ciononostante, siamo riusciti a studiare per la prima volta il potenziale del controllo automatico delle interazioni uomo-robot allo scopo di migliorare l’adattamento dell’utente a un compito motorio,” dice Moreno. “La nostra ricerca con soggetti in salute ha mostrato dei risultati talmente positivi e promettenti che non vediamo l’ora di continuare la convalida sia con pazienti colpiti da ictus che con lesioni al midollo spinale.”

Infatti, Moreno è convinto che il successo del progetto aprirà la strada a potenziali nuove direzioni di ricerca. Ad esempio, i risultati aiuteranno gli scienziati a sviluppare modelli computazionali per terapie di riabilitazione, e a comprendere meglio il movimento umano più nei dettagli.

“Nel progetto abbiamo anche definito nuove tecniche per valutare e stabilire degli standard per le prestazioni degli esoscheletri indossabili,” dice Moreno. “Ulteriori progetti innovativi sono programmati dai membri del consorzio per approfondire questa ricerca, e per sfruttare gli sviluppi nel settore della cattura del movimento umano, dell’interazione uomo-macchina e del controllo adattivo.”

Per ulteriori informazioni, consultare:

Sito web del progetto

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