Come funziona la “mano che vede”
Una nuova generazione di protesi permetterà ai pazienti che hanno subito un’amputazione di raggiungere e afferrare oggetti automaticamente senza pensare, come una mano vera. La protesi sarà testata per la prima volta a breve, come pubblicato sul Journal of Neural Engineering. La mano bionica è dotata di una fotocamera che scatta immagini dell’oggetto immediatamente davanti ad essa, valuta la sua forma e dimensione e attiva una serie di movimenti dell’arto.
Il processo richiede all’utente di visualizzare l’oggetto, stimolando fisicamente i muscoli del braccio e generando il movimento dell’arto protesico. Questa nuova mano “vede” e reagisce in un unico movimento fluido.
Un piccolo numero di pazienti con l’arto amputato ha già provato questa tecnologia e, ora, un team dell’Università di Newcastle sta lavorando con esperti provenienti da un ospedale della città per offrire la mano con gli “occhi” ai propri pazienti.
Il co-autore della ricerca Kianoush Nazarpour, professore di ingegneria biomedica all’Università di Newcastle, ha spiegato nell’articolo che le “protesi sono cambiate molto poco nel corso degli ultimi 100 anni, il design è molto migliorato e i materiali sono più leggeri e più durevoli, ma ancora funzionano allo stesso modo“. Inoltre, ha aggiunto, con “l’utilizzo della computer vision, abbiamo sviluppato una mano bionica in grado di rispondere automaticamente, come una mano vera e propria; in tal modo, l’utente può raggiungere e afferrare una tazza o un biscotto con solo una rapida occhiata nella giusta direzione“.
Per il ricercatore, “la risposta è sempre stata uno dei principali ostacoli degli arti artificiali“. Le protesi sono controllate da segnali mioelettrici, ossia dall’attività elettrica dei muscoli registrati sulla superficie della pelle del moncone. Tuttavia, il loro controllo, dice il professor Nazarpour, richiede pratica, concentrazione e tempo.
Quando questa telecamera “vede” un oggetto, sceglie la presa più appropriata e invia un segnale alla mano. Il tutto in pochi millisecondi e dieci volte più veloce di qualsiasi altra protesi sul mercato. Dopo aver raccolto e analizzato tutti i tipi di oggetti per dimensione, forma e orientamento, la mano è stata programmata dal team di sviluppo con quattro diverse impugnature per afferrare gli oggetti: in posizione neutra (quando si solleva una tazza), pronata (per prendere un comando a distanza), in forma di treppiede (pollice e due dita) e pinch (pollice e indice).
“La bellezza di questo sistema è che è molto più flessibile e la mano è in grado di cogliere i nuovi oggetti, cruciale nel corso della giornata, visto che la gente afferra una varietà di oggetti che non ha mai visto prima” ha aggiunto il professor Nazarpour. “Per la prima volta in un secolo, abbiamo sviluppato una mano ‘intuitiva’ che può reagire senza pensare“.
Per il team di ricerca, l’ultimo obiettivo a lungo termine è quello di sviluppare una protesi completamente integrata in grado di comunicare in entrambe le direzioni con il cervello. In questo senso, questa mano che “vede” è una soluzione provvisoria, ridurrà il divario tra i disegni attuali e quelli futuri. “E’ economica e può essere implementata molto presto perché non richiede nuove protesi, può adattarsi a quelli che già abbiamo“.