Mano robotica
Perdere l'uso di un arto - o perdere l'arto completamente - può avere un impatto enorme sulla qualità della vita di una persona. Fare i conti con una menomazione o una disabilità può essere un'esperienza ugualmente traumatica e la strada per la guarigione è spesso lunga e molto difficile. Cambiare la propria vita per fare spazio alla nuova realtà non è una cosa che si può fare facilmente o velocemente. Tutte le cose che una volta si davano per scontate improvvisamente diventano più difficili. Anche se si è perso il braccio più debole, per esempio, il braccio più forte adesso deve svolgere i suoi compiti da solo. Ma la capacità di svolgere il lavoro di tutti i giorni non è l'unica cosa a essere compromessa. Ne soffre anche l'indipendenza. Immaginate di dover guidare la macchina con una mano sola. Non si può tenere il volante e usare la leva del cambio contemporaneamente. Improvvisamente spostarsi diventa molto più complicato. Tutti i cambiamenti della propria vita in seguito alla perdita di un arto possono avere effetti emotivi oltre che fisici. In passato questi effetti rendevano la vita di una persona molto più difficile e faticosa. Oggi però non è necessario che la qualità della vita venga compromessa dopo una tale perdita. Adesso ci sono molti progressi tecnologici che possono aiutare una persona a riacquistare la propria sicurezza e indipendenza. La robotica aiuta le persone a riappropriarsi della propria vita. I robot hanno lo scopo di renderci la vita più facile, ci aiutano a preparare la cena, a controllare i bambini o a ricevere gli ospiti. Ma per darci una mano i robot hanno bisogno essi stessi di mani eccezionali in grado di tenere un uovo, giocare a palla o versare il caffè. Gli ingegneri hanno accettato questa sfida e negli ultimi anni hanno sviluppato mani robotiche con una destrezza, forza e sensibilità senza precedenti. Tra coloro che hanno lavorato in questo campo ci sono dei ricercatori europei come quelli che lavorano al Centro di ricerca "E. Piaggio" dell'Università di Pisa e all'Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, che hanno creato una mano robotica che è destinata a rivoluzionare il mondo delle protesi intelligenti. La nuova mano, semplice e robusta e che costa molto meno di una mano robotica tradizionale, è capace di riprodurre quasi tutti i movimenti naturali della mano. La maggior parte delle azioni robotiche di afferrare si basano sulla presa di un oggetto fermo o fisso. La nuova mano riesce a fare molto di più. La mano del progetto è robusta e ubbidiente e capace di afferrare quasi tutti i tipi di oggetti guidata da un solo motore, al costo di un paio di centinaia di dollari. Grazie alla sua semplicità ed estrema versatilità potrebbe essere usata sia come mano robotica che come protesi della mano molto facilmente. Le sue dita sopportano "abusi" fisici come forti impatti e disarticolazione. Questa incredibile convergenza di prestazioni, robustezza e convenienza - spiega Antonio Bicchi, coordinatore del Gruppo di ricerca robotica presso il Centro di ricerca "E. Piaggio" e scienziato anziano all'Istituto Italiano di Tecnologia - è stata possibile grazie al rivoluzionario progetto della mano. "Le falangi sono costituite da due coppie di cilindri che rotolano l'uno sull'altro imitando le articolazioni del corpo umano", spiega. "Le dita sono collegate con legamenti elastici, senza elementi meccanici di collegamento, come viti, che conferiscono alla mano una struttura elastica e più semplice". "Ma non si tratta semplicemente di copiare la struttura della mano umana", aggiunge. "Dobbiamo piuttosto capire i meccanismi del movimento e della percezione alla base delle prestazioni della mano e sviluppare una struttura artificiale in grado di funzionare allo stesso modo". Il progetto ha deciso che per capire completamente l'intelligenza, dovevano prima analizzare e capire i dettagli del sistema senso-motorio della mano umana. Il team ha basato il progetto della Pisa-IIT Softhand sulla teoria secondo la quale le sinergie senso-motorie hanno le radici nella neuroscienza. La teoria delle sinergie analizza tutti i movimenti complessi che possiamo effettuare come sono prodotti da una combinazione di poche configurazioni di movimenti di base, come la chiusura delle dita per afferrare un oggetto. Queste unità di movimento, o sinergie, generate da una precisa configurazione dei muscoli, sono determinate dalle nostre caratteristiche anatomiche. Comprendono movimenti innati o movimenti imparati nella prima infanzia. Così per riprodurre il movimento dell'afferrare un oggetto in una mano meccanica, non è necessario fornire ogni dito di un motore, come avviene nelle mani robotiche tradizionali. Invece deve essere determinata la configurazione della sinergia responsabile del movimento e il suo schema deve essere quindi riprodotto in modo che un singolo motore sia in grado di controllare l'intero movimento. Il risultato è la prima mano artificiale in grado di effettuare quasi tutti i diversi tipi di presa sugli oggetti quotidiani con un singolo motore e, grazie alla semplicità, la robustezza e il basso costo della sua struttura, è destinata a rivoluzionare non solo il mondo delle protesi e delle mani robotiche ma anche altre tecnologie. Capire le sinergie sensoriali e motorie del corpo umano, compresi i principi di sensibilità a basso livello e controllo nella progettazione di mani meccaniche, avrà un ruolo enorme nello sviluppo di intelligenza artificiale in generale. L'iniziativa di ricerca, che ha ricevuto un finanziamento UE di 2,5 milioni di euro attraverso una sovvenzione "ERC Advanced Grant" assegnata al professor Bicchi, è una collaborazione tra gruppi di neuroscienza, matematica e ingegneria. La mano sarà usata come piattaforma di studio per mappare le sinergie e per studiare aspetti della presa robotica in progetti futuri. La mano ha già guadagnato un vasto consenso, essendo stata riconosciuta come il più innovativo progetto presentato alla Conferenza internazionale "Humanoids" a Osaka, in Giappone, a dicembre 2012. Questo riconoscimento seguiva il premio ricevuto in occasione della Conferenza internazionale sui robot e sistemi intelligenti (IROS2012), in Portogallo. Il progetto è un altro esempio di come l'UE stia sviluppando una solida base nel campo della robotica industriale, ma soprattutto costituisce per le persone le cui funzioni delle mani sono menomate, a causa dell'età, di una lesione o di una malattia, un altro passo avanti verso una vita indipendente nonostante la disabilità.Per maggiori informazioni, visitare: Centro di ricerca "E. Piaggio" http://www.centropiaggio.unipi.it/research/robotics.html