Al Festival della Scienza la Mano Robotica che può prendere le fragole

Verrà presentata a Genova la mano “Pisa-IIT SoftHand”, sviluppata dal Centro di Ricerca “E. Piaggio” dell’Università di Pisa e dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova.

E’ in grado di fare quasi tutte le prese che fa una mano umana,  ma si controlla semplicemente  con la contrazione dei muscoli dell’avambraccio ed è in grado di restituire il senso della forza esercitata.

Il tutto con una struttura semplicissima, economica e robusta, ottenuta imitando la struttura dei legamenti e delle articolazioni umane.

Genova, 24 ottobre 2013 – Il prossimo 27 ottobre, alle ore 15.00, presso l’Auditorium S. Salvatore, il Festival della Scienza di Genova darà uno sguardo al futuro con la mano robotica tutta italiana “Pisa-IIT SoftHand”, sviluppata dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e dal Centro di Ricerca “E.Piaggio” dell’Università di Pisa.

La mano si presenta come una novità assoluta nel panorama degli arti robotici e delle protesi, perché combina in modo efficace robustezza e flessibilità, in un prodotto dal costo molto contenuto. La struttura è in materiale plastico ed è stata ottenuta attraverso tecnologie di costruzione additive, cioè tramite una stampa 3D, che ha permesso di conferire alla mano robotica un disegno innovativo.

La mano è priva di ruote dentate ed è costituita da falangi che ruotano una sull’altra, come le articolazioni dell’uomo, e da tendini e legamenti collegati e controllati da un unico motore.

“Il controllo da parte di un singolo motore, rende la mano robotica adatta a un semplice utilizzo come protesi senza richiedere lunghi tempi di apprendimento– afferma Antonio Bicchi, coordinatore del gruppo di Robotica del Centro di Ricerca “E. Piaggio” e Senior Scientist all’IIT di Genova – “L’ultima novità importante nel nostro progetto è che quel singolo motore può essere comandato direttamente dal muscolo del braccio del paziente, non solo nell’esecuzione del movimento, come per esempio prendere o lasciare un oggetto, ma anche nell’intensità della presa da realizzare”.

La mano robotica è collegata all’avambraccio tramite elettrodi che registrano l’attività elettrica di superficie (EMG) del muscolo, e il cui segnale è analizzato da un’interfaccia elettronica che comunica con il motore. Quando il braccio si muove per compiere un’azione, il segnale muscolare è interpretato dall’interfaccia che farà muovere le dita robotiche: se il muscolo si contrae, il motore della mano si aziona e la mano si chiude per prendere gli oggetti, se il muscolo viene rilasciato il motore si ferma e la mano si distende. Il nuovo disegno della Soft Hand permette di variare il grado di intensità della contrazione della mano.

“Quando prendiamo una fragola o un sasso compiamo azioni simili ma diverse nella forza della presa”, spiega Antonio Bicchi, “la nostra mano robotica è in grado di distinguere e di eseguire entrambi i movimenti: prese energiche per oggetti pesanti, oppure prese lievi per quelli più delicati. Stiamo lavorando perché l’interfaccia che interpreta i segnali elettrici dei muscoli possa essere incorporata globalmente nella struttura della mano”.

L’obiettivo dei ricercatori del Centro di Ricerca “E.Piaggio” e dell’Istituto Italiano di Tecnologia è di realizzare un prototipo di Soft Hand che sia il più possibile simile a una mano umana, anche nella sensibilità delle superfici.

“Una ulteriore linea di ricerca in corso – prosegue Bicchi – riguarda le sensazioni tattili che abbiamo quando tocchiamo gli oggetti, per esempio la ruvidità di una superficie. Nella mano robotica queste sensazioni sono restituite grazie a degli accelerometri posti sulla punta delle dita, che inviano ai muscoli dell’avambraccio delle vibrazioni, diverse a seconda della levigatezza della superficie toccata. Le vibrazioni sono le stesse che sentiremmo con i nostri polpastrelli fatti scorrere sopra gli oggetti; la nostra protesi le trasmetterà all’avambraccio” – conclude Bicchi.

La ricerca sulla mano robotica “Pisa-IIT SoftHand” è stata realizzata con i finanziamenti arrivati dalla Comunità Europea, con il progetto di Robotica Cognitiva “THE Hand Embodied” (Pisa) e con il grant ERC “SoftHands” (IIT).

La collaborazione tra il Centro “E. Piaggio” di Pisa, tradizionale eccellenza nello studio della mano e del tatto, e l’IIT di Genova è stata resa possibile dal prestigioso premio assegnato dal Consiglio Europeo delle Ricerche ERC Grant SoftHands, che ha portato un finanziamento di 2,5 milioni di euro della Comunità Europea al gruppo guidato dal professor Antonio Bicchi.

E’ possibile visionare un video dedicato alla mano robotica “Pisa-IIT SoftHand” a questo link: http://www.youtube.com/watch?v=XKYApA_dEyI&feature=youtu.be

E’ possibile effettuare un download delle immagini relative alla mano robotica a questo link: https://www.dropbox.com/sh/jmh2cw8mye8tr1t/i50ZgeGEaw

ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA

L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) è una Fondazione di diritto privato istituita congiuntamente dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca e dal Ministero dell’Economia e delle Finanze, con l’obiettivo di promuovere l’eccellenza nella ricerca di base e in quella applicata e di favorire lo sviluppo del sistema economico nazionale. Lo staff complessivo di IIT conta 1204 persone. L’area scientifica è rappresentata da circa l’85% del personale. Il 43% dei ricercatori proviene dall’estero: per il 27% stranieri da circa 50 Paesi e per il 16% italiani rientrati.

La produzione di IIT vanta più di 3500 pubblicazioni e 127 invenzioni che hanno originato 209 brevetti. Nella sede di Genova collaborano dipartimenti di Robotica (“Robotica, Cervello e Scienze Cognitive” e “Robotica Avanzata”), dipartimenti orientati alle scienze della vita (“Neuroscienze e Tecnologie del Cervello”, e “Scoperta e Sviluppo Farmaci”) e facility di “Nanochimica”, “Nanofisica”, “Nanostrutture”, “Pattern Analysis & Computer Vision” e “iCub Facility”. Dal 2009 l’attività scientifica è stata ulteriormente rafforzata con la creazione di dieci centri di ricerca nel territorio nazionale (a Torino, Milano, Trento, Parma, Roma, Pisa, Napoli, Lecce) che, unitamente al Laboratorio Centrale di Genova, sviluppano le nuove piattaforme del piano scientifico 2012-2014.

CENTRO DI RICERCA “E.PIAGGIO” – UNIVERSITA’ DI PISA

Il Centro  “E.Piaggio”  è un Centro di Ricerca dell’Università di Pisa. Fondato nel 1965, porta avanti una ricerca ampiamente multidisciplinare nei settori della robotica e della bioingegneria. Il Centro riunisce scienziati di diverse discipline, sia scientifiche che umanistiche, dall’Ingegneria alle scienze matematiche, mediche e psicologiche. Operano attualmente presso il Centro circa 40 docenti da 13 diversi dipartimenti dell’Ateneo.

 Hanno concrete collaborazioni di ricerca col Centro Piaggio circa 100 ricercatori da diverse aree dell’Università di Pisa e da diverse Università internazionali ed europee. Il Centro ha dato vita ad alcuni progetti di spin-off di successo, oltre ad avere aperto laboratori ed attività convenzionate con enti del territorio circostante e con il polo scientifico-tecnologico di Navacchio, e aver dato vita a collaborazioni con diverse aziende pubbliche e private, oltre che con università e centri di ricerca italiani e internazionali.

Sono attualmente attivi 18 progetti di ricerca europei, ed il Centro è parte attiva delle Reti di Eccellenza europee  HYCON2 (Controlli Ibridi e Sistemi Embedded),  CONET (Coopertaing Objects), ESNAM (European Scientific Network  for Artificial Muscles) e EURON (EUropean RObotics research Network). Nel 2012, un professore del Centro ha ottenuto l’ERC Advanced Grant dell’ European Research Council (2012-2017).