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Una mano magnetica quasi “umana” che controlla 4 muscoli su 18

mano magnetica

Una mano magnetica, un progetto dell’Università di Pisa

La mano robotica e il progetto Myki (Bidirectional Myokinetic Implanted Interface for Natural Control of Artificial Limbs), sono il risultato di una ricerca innovativa condotta dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, in collaborazione con l’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana. Si tratta di una protesi di mano che sfrutta i campi magnetici per controllare i movimenti e restituire sensazioni tattili alla persona che la indossa. L’esperimento ha mostrato la possibilità di monitorare la contrazione di 4 muscoli artificiali, ma l’obiettivo è arrivare a controllare tutti e 18 i muscoli che controllano il movimento della mano.

Il progetto Myki, ideato per migliorare la vita delle persone amputate

Il progetto Myki, che ha ricevuto un finanziamento europeo ERC (European Research Council ), ha lo scopo di migliorare la qualità della vita delle persone amputate, offrendo loro una mano robotica naturale e intuitiva. La mano robotica è dotata di attuatori e sensori che permettono di eseguire le prese principali, come l’opposizione del pollice e l’indipendenza di pollice e indice. La mano robotica è stata testata su alcuni volontari, che hanno mostrato un buon grado di soddisfazione e adattamento. Sia la mano robotica che il progetto Myki rappresentano un esempio di eccellenza italiana nel campo della robotica biomedica. 

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Il sistema sviluppato dall’Università di Pisa

Il progetto Myki, finanziato dall’European Research Council tramite un ERC Starting Grant, ha sviluppato un sistema di interfaccia macchina-persona radicalmente nuovo, basato sui principi del campo magnetico, in grado di decodificare le intenzioni motorie e trasmettere feedback sensoriali alla persona. Il direttore dell’Istituto di BioRobotica e coordinatore del progetto, dott  Christian Cipriani ha spiegato che “La nostra mano robotica è dotata di attuatori e di sensori. Gli attuatori consentono di muovere le dita della mano mentre i sensori di forza e di posizione sono utilizzati per restituire percezioni tattili all’individuo”.

Il progetto prevede l’impianto di piccoli magneti a livello dei muscoli dell’avambraccio. A seguito dell’impianto, gli stimoli prodotti dalla contrazione muscolare si tradurranno in uno spostamento dei magneti che, a loro volta, attiveranno i movimenti della mano robotica. L’esperimento, pubblicato sulla rivista Scientific Reports, ha avuto una grande eco mediatica.

Secondo CiprianiAttraverso questo sistema siamo in grado di monitorare il livello di contrazione dei muscoli residui di un arto amputato durante un’azione motoria e conseguentemente di muovere il pollice, l’indice, le ultime tre dita e l’opposizione del pollice di una mano robotica. Questa combinazione di movimenti consente a chi indossa la mano di compiere le prese principali utili nella vita quotidiana”.

La mano robotica dalla Scuola Superiore Sant’Anna è stata ingegnerizzata in collaborazione con la spin off Prensilia, che sta lavorando per commercializzare la protesi entro brevissimo.

Le mani robotiche commercializzate dalla spin-off dell’Università Sant’Anna

Prensilia commercializza due tipologie di arti (mani) robotici, che ha denominato IH2 Azzurra e Mia Hand

IH2 Azzurra, mano robotica destra

La descrizione di questo robot la dice tutta sulla mano quasi umana. “Mano robotica autocontenuta avente tutti i componenti funzionali (attuatori, sensori di forza ed elettronica di controllo) integrati nel palmo e nelle dita sotto-attuate. L’alto numero di gradi di libertà ed i diversi sensori di forza integrati le permetto di effettuare diversi tipi di presa e percepire quando viene afferrato un oggetto. È provvista di interfaccia di comunicazione semplice da utilizzare (RS-232 tramite USB o Bluetooth). Diverse interfacce meccaniche standard sono disponibili su richiesta (per braccia robotiche UR, FRANKA, KUKA, così come polso Ottobock QDW)“.

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Le dimensioni contenute di IH2 Azzurra le permettono di essere utilizzata in ricerca ed in ambito clinico con soggetti amputati, durante attività di vita quotidiana. Ideali per validare interfacce uomo-macchina (invasive e non-invasive), algoritmi di controllo (EMG, ENG, EEG, ecc.) e sistemi di ritorno sensoriale. Ma non solo! Sono perfette anche come end-effector per braccia robotiche collaborative dal payload limitato. 

Mia Hand, protesi di arto superiore

Mia Hand è una mano forte e affidabile che permette una presa sicura di oggetti di uso quotidiano. Significa che gran parte degli oggetti della vita di tutti i giorni possono essere afferrati e tenuti con facilità e sicurezza. La forza è una delle caratteristiche più importanti di Mia Hand, quella che rende possibili molte interazioni con oggetti di peso diverso. La sua forza di presa arriva a 70N, superiore a molte altre versioni disponibili sul mercato. Con Mia Hand è possibile svolgere mediamente l’80% delle attività quotidiane utilizzando prese semplici ma essenziali.

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Mia Hand è la prima protesi mioelettrica interamente personalizzabile esternamente.

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