Braccia bioniche con il senso del tatto

Braccia bioniche permetteranno il senso del tatto

Il futuristico braccio bionico connesso direttamente al cervello consente di fornire precise sensazioni tattili e di movimento ai pazienti con amputazioni
Braccia bioniche permetteranno il senso del tatto FASTWEB S.p.A.


Sognando un futuro in cui la mano “sostitutiva” di Luke Skywalker sarà più di una fantasia, un team di scienziati ha progettato un braccio bionico che si avvale dell'aiuto di minuscoli robot per ricreare le sensazioni vitali perse quando si perde un arto.

Questo è possibile per i robot, facendo vibrare in sicurezza i muscoli nel sito dell'amputazione. 

Entro il 2028, secondo un rapporto del 2021 di Grand View Research, il mercato globale delle protesi e dei plantari dovrebbe raggiungere oltre 8 miliardi di dollari, ma gli arti artificiali hanno ancora un ostacolo meccanico. Non possono davvero trasmettere molte sensazioni intuitive che ci aiutano nella nostra vita quotidiana, come il modo in cui ci si sente ad aprire e chiudere le mani.

"Stiamo ancora utilizzando una tecnologia che ha raggiunto il suo apice intorno alla seconda guerra mondiale", ha spiegato Paul Marasco, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica del Cleveland Clinic Lerner Research Institute e autore principale di uno studio sul nuovo braccio bionico pubblicato sulla rivista Science Robotics.

Sebbene ci siano molti altri team che lavorano su armi bioniche, come i gruppi dietro il popolare videogioco cyberpunk Deus Ex e Metal Gear Solid, Marasco esalta alcuni vantaggi della sua versione. 

Il dispositivo dall'aspetto fantascientifico traduce le informazioni direttamente da e verso il cervello tramite potenti micro-robot grandi circa la metà di una scatola di fiammiferi standard.

Mentre trasforma i pensieri in azione, il braccio può contattare contemporaneamente il cervello per fornire sensazioni corrispondenti a quell'azione prevista. 

Non solo l'arto artificiale sembra essere il primo braccio bionico a testare contemporaneamente diverse metriche dei suoi benefici rispetto alle protesi tipiche, ma quelle metriche indicano che può essere in grado di replicare la meccanica delle braccia naturali in modo abbastanza preciso da ripristinare i riflessi inconsci negli amputati che lo usano.

Contiamo su tali riflessi ogni giorno. Ad esempio, quando prendiamo una tazza di caffè, la nostra mano trova la tazza sul tavolo, afferra il manico con la giusta fermezza e la lascia andare al momento giusto per evitare fuoriuscite. Possiamo svolgere questo compito senza pensieri anche nelle mattine più intontite perché i nervi nei muscoli delle braccia rispondono automaticamente alle nostre scelte - in questo caso, "Devo bere quel caffè".

Le protesi tradizionali non possono ricreare un movimento così fluido perché funzionano con un comando manuale: gli amputati devono tenerli d'occhio in ogni momento e preoccuparsi di cose che una persona non disabile di solito attribuisce all'intuizione.

Dopo aver testato il dispositivo su due soggetti e aver utilizzato strumenti di analisi senza precedenti, il team è stato entusiasta di scoprire che i soggetti sono tornati a comportamenti che avevano prima della loro amputazione, tra cui prese intuitive e movimenti oculari naturali: potevano focalizzare la loro vista lontano dall’arto.

Il braccio bionico richiede tre componenti: riallineamento delle terminazioni nervose, mini-robot che funzionano come una sorta di centro di controllo e il braccio meccanico stesso.

 In primo luogo, una procedura chirurgica prende le terminazioni nervose inutilizzate di un amputato all'interno della parte sana del braccio - quelle che un tempo erano dedicate alle parti rimosse, come i polpastrelli - e le "inserisce" nel sito di amputazione.

"Il cervello comprenderà che le dita sono collegate a un muscolo, semplicemente non sa che si tratta di un muscolo sulla spalla o giù nell'avambraccio", ha spiegato Marasco.

Il braccio bionico viene posizionato sul sito dell'amputazione e piccoli robot vengono inseriti nella presa. Quei robot premono sulle aree rilevanti del sito, stimolando le terminazioni nervose che ora sono attaccate, quando il paziente impegna il braccio. 

I ricercatori hanno modificato le protesi standard piuttosto che partire da zero, sperando di trasferire rapidamente i dispositivi alle cliniche di riabilitazione e renderli più convenienti rispetto alle protesi tradizionali. Le persone che usano gli arti artificiali meno avanzati spesso abusano del lato del loro corpo senza un'amputazione, portando a problemi alla schiena o alle spalle che alla fine richiedono cure mediche costose.

"Questi sistemi avanzati sono più costosi da montare all'inizio, ma possono portare a benefici a lungo termine", ha detto Marasco. "E sicuramente è qualcosa che costerà meno, in futuro."
 

Fonte: cnet.com
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