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Jun 07, 2023

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A LIGHTER LOAD: Unlike rigid, full-body exoskeletons, newer robotic devices,

UN CARICO PIÙ LEGGERO: A differenza degli esoscheletri rigidi che coprono tutto il corpo, i nuovi dispositivi robotici, come questa tuta per l'assistenza alla caviglia, potrebbero aiutare i pazienti colpiti da ictus a recuperare un'andatura normale e sono leggeri e morbidi per un maggiore comfort. PREMI ROLEX/ FRED MERZ

Nel laboratorio di ingegneria di Conor Walsh all'Università di Harvard, nessuno guarda di traverso un membro dello staff che indossa uno zaino che ronza rumorosamente, con fili che serpeggiano fuori e giù per la gamba. Un trio di macchine da cucire ha il proprio laboratorio. Una dozzina di paia di scarponi da trekking identici riempiono ordinatamente una scarpiera sul lato opposto di un tapis roulant. Un guanto senza corpo si stringe e si raddrizza mentre l'aria si riempie e defluisce dalle sue dita.

Tutta questa attrezzatura ha lo scopo di aiutare le persone a muoversi più velocemente, in modo più fluido, consumando meno energia. Walsh, anche lui membro della facoltà principale del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard, è molto entusiasta dei dispositivi per i quali il suo gruppo sta progettando...

Walsh appartiene a un gruppo crescente di ricercatori in tutto il mondo che utilizzano la robotica piccola e leggera per aiutare le persone con una serie di condizioni mediche che ostacolano la mobilità. Gli "esoscheletri" rigidi di tutto il corpo hanno fatto notizia negli ultimi anni, forse il caso più famoso quando una tuta sviluppata dal neuroscienziato della Duke University Miguel Nicolelis e colleghi ha permesso a un brasiliano paraplegico di 29 anni di calciare un pallone da calcio durante il lancio del Mondiali 2014 a San Paolo. Tali esoscheletri hanno aiutato le persone paralizzate a camminare di nuovo, anche se in modo goffo, spingendole, tirandole e sostenendole per alzarsi e muovere una gamba seguita dall'altra. Ma Walsh e altri ricercatori si sono resi conto che le persone con patologie meno invalidanti hanno bisogno di un aiuto più sottile. Ora, team di tutto il mondo stanno sviluppando dispositivi più piccoli e leggeri che aiutano, anziché guidare, il movimento. E cuciti nei vestiti, possono essere indossati con la stessa facilità con cui si indossano pantaloni, una maglietta o guanti.

Un gruppo in Italia sta progettando una tuta per ridurre le cadute tra gli anziani e gli amputati, ad esempio, mentre i ricercatori dell'Università di Stanford stanno cercando di ridurre l'energia necessaria a persone come quelle che si stanno riprendendo da un ictus per camminare. E un team di New York City sta aiutando i bambini affetti da paralisi cerebrale a uscire dall'"andatura accovacciata" che rende loro difficile e imbarazzante spostarsi.

Sia all'interno della comunità scientifica che clinica è opinione generale che questi dispositivi robotici possano fare una grande differenza nella vita delle persone. — Sunil Agrawal, Columbia University

Questi progressi sono supportati da una serie di miglioramenti tecnologici e riduzioni dei costi avvenuti negli ultimi dieci anni, afferma Walsh. I motori sono più piccoli, più potenti e più economici. L'elettronica è più facile da usare. Giroscopi e accelerometri sono ora così piccoli, poco costosi e precisi che possono dare indicazioni sui telefoni cellulari e possono dire con precisione dove si trova la gamba di qualcuno nello spazio e in quale direzione si sta muovendo. "Le tecnologie da cui i gruppi di ricerca sulla robotica possono trarre hanno ottenuto meglio su tutta la linea", dice Walsh.

"È un grande momento sul campo", concorda Sunil Agrawal della Columbia University, che guida il lavoro sulla paralisi cerebrale. "C'è un apprezzamento generale, sia all'interno della comunità scientifica che clinica, sul fatto che questi dispositivi robotici possono fare una grande differenza nella vita delle persone."

Il lavoro di Walsh sugli exosuit è iniziato quasi sei anni fa come collaborazione con gli scienziati della Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) del governo degli Stati Uniti, con l'obiettivo di ridurre l'energia che i soldati devono esercitare per trasportare zaini pesanti su lunghe distanze. (Vedi "Oltre la clinica") Ma dopo alcuni anni dall'inizio del progetto, i ricercatori iniziarono a realizzare il potenziale della tecnologia per aiutare anche i pazienti, in particolare le persone che si stavano riprendendo da un ictus, che colpisce quasi 800.000 americani all'anno, lasciando molti con problemi fisici. disabilità.

CAMMINARE: Una varietà di nuovi dispositivi potrebbe aiutare a ripristinare la locomozione compromessa o addirittura a ridurre l'energia necessaria a una persona sana per camminare. Una tuta sviluppata da ricercatori della Columbia University potrebbe aiutare i bambini affetti da paralisi cerebrale a superare la "andatura accovacciata", una condizione in cui l'eccessiva flessione delle ginocchia, delle anche e delle caviglie provoca sforzo eccessivo e dolore. JIYEON KANG E SUNIL K. AGRAWALBABY STEPS: Ricercatori presso La Carnegie Mellon University sta lavorando per sviluppare un dispositivo che supporti la capacità del piede di spingersi da terra per facilitare la deambulazione.Carnegie Mellon University College of Engineering