Unire le eccellenze cliniche e tecnologiche, sviluppate rispettivamente nei centri protesi e riabilitazione dell’Inail e nei laboratori dell’Istituto italiano di tecnologia (IIT) di Genova, per mettere a punto dispositivi all’avanguardia nell’ambito della robotica riabilitativa e terapeutica. Questo l’obiettivo dell’accordo siglato oggi a Roma, che per i prossimi tre anni impegnerà i due istituti nella realizzazione di due ambiziosi progetti.
Soluzioni innovative per la deambulazione. Il primo prevede lo sviluppo di un esoscheletro motorizzato per la deambulazione di persone con disabilità motoria da mielolesione. L’esperienza clinica dell’Inail, l’analisi sui prodotti già disponibili sul mercato e i risultati ottenuti dall’IIT nel campo della robotica umanoide con i progetti CoMan e iCub, prestando particolare attenzione alla sensoristica, al controllo e all’equilibrio nella deambulazione, saranno infatti il punto di partenza per lo studio di un nuovo modello che presenti soluzioni innovative legate alla vestibilità, al controllo, alla personalizzazione e alla sicurezza.
Catitti: “Necessario migliorare l’autonomia dei pazienti”. “Sul mercato sono già disponibili diversi tipi di esoscheletro – spiega Paolo Catitti, responsabile scientifico Inail per i progetti – Al Centro protesi di Vigorso di Budrio è stato dato in dotazione ReWalk, un modello sviluppato e prodotto in Israele che nella nostra esperienza si è rivelato un ausilio utile soprattutto dal punto di vista riabilitativo, con dei limiti, invece, per quanto riguarda l’autonomia del paziente nella vita quotidiana al di fuori della propria abitazione. L’obiettivo, quindi, è di arrivare alla creazione di un esoscheletro che dia una maggiore autonomia ai pazienti paraplegici con lesioni midollari”.
“Vogliamo ridurre al minimo la necessità di elementi esterni”. “La nostra intenzione, nella collaborazione con l’IIT – precisa a questo proposito Catitti – è quella di utilizzare le tecnologie molto avanzate che sono state messe a punto con iCub e CoMan per ottenere degli esoscheletri più evoluti rispetto a quelli attualmente in commercio, cercando in particolare di ridurre al minimo la necessità di elementi esterni per garantire l’equilibrio del tronco. Gli esoscheletri creati finora, infatti, danno la possibilità di deambulare soltanto con l’utilizzo di appoggi”.
Cingolani: “Una road map con traguardi lontani”. La robotica, che ricopre un ruolo fondamentale nel piano scientifico di IIT, è un punto di incontro e di confronto tra le varie discipline presenti nell’Istituto di Genova, una sorta di palestra in cui esercitare la multidisciplinarità. Lo sviluppo dei robot richiede, infatti, complesse competenze di biomeccanica, scienze della vita e dei materiali, elettronica, sensoristica e nanotecnologia. “Il concetto di riabilitazione robotica parte da un disegno che è molto più ampio, una road map che deve portare a traguardi molto lontani – sottolinea il direttore scientifico dell’IIT, Roberto Cingolani – Negli ultimi sei anni il nostro Istituto ha lavorato allo sviluppo di una piattaforma umanoide che si muove esattamente come un essere umano, con una grande precisione e ripetibilità”.
“Con i robot insegniamo a muoversi in modo appropriato”. CoMan, che insieme a iCub rappresenta la frontiera più avanzata della ricerca robotica dell’IIT, è dotato di un sistema vestibolare simile a quello umano che gli consente un equilibrio unico per un robot: muove gambe e piedi proprio come un uomo, anche a seguito di sollecitazioni o spostamenti laterali, e mantiene l’equilibrio senza cadere. “Avere una macchina antropomorfa che si muove come noi – precisa Cingolani – è il primo passo del percorso per arrivare a reinsegnare a chi ha perso la mobilità a muoversi in maniera appropriata. La macchina non sostituisce il fisioterapista, che deve impostare una terapia di lungo termine, ma rispetto all’operatore umano è in grado di ripetere le stesse operazioni tante volte, con altissima precisione. Questo è il primo gradino di una serie di trasferimenti di tecnologia che la robotica può fare per aiutare gli esseri umani”.
Un sistema protesico avanzato di arto superiore. Il secondo progetto Inail-IIT è dedicato allo sviluppo di un sistema protesico avanzato di arto superiore e prevede lo studio di una mano poliarticolata e di un polso innovativi che siano in grado di interfacciarsi con le tecnologie oggi disponibili. A differenza delle mani poliarticolate presenti attualmente sul mercato, i nuovi dispositivi che saranno progettati dovranno avere un costo sostenibile per gli amputati e per l’industria, facilità di utilizzo, affidabilità e un buon livello di prestazioni.
Gruppioni: “La sostenibilità economica fattore essenziale”. “I tre fattori essenziali – conferma Emanuele Gruppioni, responsabile tecnico Inail per i progetti – sono la funzionalità, la fruibilità e la sostenibilità economica sia per il sistema industriale sia per gli stessi pazienti. Per assicurare la diffusione di questo tipo di protesi, infatti, è necessario trovare il giusto compromesso tra l’innovazione tecnologica e il contenimento dei costi”.
Una ricerca ad alta complessità. Rispetto agli arti inferiori, che effettuano atti motori ripetitivi, le protesi di arto superiore rappresentano una sfida ancora più complessa, alla quale i dispositivi sviluppati finora hanno fornito una risposta parziale. Sebbene forniscano ai pazienti un considerevole numero di opzioni di presa, infatti, resta evidente la loro distanza dalla mano umana, che con i suoi molti gradi di libertà e l’elevato numero di ricettori sensoriali è in grado di adattarsi a compiti di precisione e di potenza, svolgendo anche un ruolo centrale nella vita quotidiana, sia da un punto di vista funzionale che sociale.
“A Vigorso di Budrio condotti diversi trial clinici”. “Al Centro protesi Inail di Vigorso di Budrio – spiega Gruppioni – abbiamo già condotto diversi trial clinici sulle protesi della mano insieme ad alcune aziende estere, all’interno di uno studio più ampio sul braccio robotico, che comprende tre progetti già conclusi che abbiamo realizzato in collaborazione con le università: due sulla spalla e la rotazione omerale e uno sul gomito”.
“Soft Hand e iCub una fonte di ispirazione”. Anche l’IIT ha già sviluppato mani poliarticolate di riconosciuta innovazione tecnologica: quella del robot umanoide iCub, fornita di sensori che le permettono di riprodurre il senso del tatto, registrando e rispondendo al contatto fisico con le persone e gli oggetti, e la Soft Hand sviluppata in collaborazione con l’Università di Pisa, caratterizzata da un design innovativo che combina efficacemente robustezza e flessibilità in un dispositivo dal costo contenuto, con una modalità di controllo facile e intuitiva. “Si tratta certamente di progetti eccellenti, che rappresentano una fonte di ispirazione e dei solidi punti di partenza per il sistema protesico che dovremo sviluppare insieme – commenta Gruppioni – Da iCub e Soft Hand possiamo ereditare la tecnologia, integrandola con soluzioni cosmetiche e di design”.