BIOMECCATRONICA

Bananizzato da vieri il 14 lug 2009 in Scienza | 3 commenti

Evoluzione della biomeccanica, questa nuova disciplina aggiorna la ricerca e la creazione di protesi e arti artificiali grazie all’aiuto dell’informatica e della robotica, interfacciandosi direttamente con il sistema nervoso (neuro information technology). Nel mondo vivono circa un milione di amputati, per cause patologiche o traumatiche. Hugh Herr, del Media Lab del MIT di Boston, perse le gambe nel 1982 durante una scalata e da allora ha impegnato tutte le sue energie nel migliorare le protesi convenzionali.

Ha installato nell’articolazione del ginocchio sensori in grado di misurare sia l’angolo di curvatura dell’arto sia la spinta che viene impressa da chi sta camminando e di regolare di conseguenza, attraverso un microprocessore, resistenza e flessibilità dell’arto artificiale, per consentire un movimento naturale. Ora sta lavorando alla caviglia artificiale. Ma le protesi robotiche più avveniristiche sono arti «bioibridi» che uniscono componenti artificiali a terminazioni nervose e tessuti umani. Un linea di ricerca cui ha dato un certo impulso negli Stati Uniti il grave bilancio delle menomazioni subite dai militari nei conflitti in Afghanistan e Iraq. Grande è l’interesse per la mano bionica. Le protesi tradizionali funzionano praticamente come pinze, mentre la «Cyberhand», frutto di un consorzio europeo coordinato dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, è un sofisticato dispositivo capace di agire come una mano vera su comando degli stimoli nervosi del paziente. Grazie a un’interfaccia neurale (elettrodi inseriti nei nervi periferici e sensori), può afferrare delicatamente un oggetto e comunicare alla persona la reale sensazione di toccarlo.

Negli Stati Uniti un dispositivo impiantato nel cervello di un giovane tetraplegico gli ha permesso, con il solo pensiero, di giocare con i videogames, cambiare canale della Tv, aprire e chiudere la mano di un arto-robot e muoverlo spostando un oggetto. Si tratta del BrainGate Neural Interface System, una protesi neuromotoria basata su un sensore piccolo come una pillola, da cui partono 100 elettrodi più sottili di un capello che penetrano per un millimetro nella superficie del cervello. Qui rilevano segnali elettrici dai neuroni e li trasmettono a una piattaforma di titanio sulla testa del paziente. Un cavo esterno connette la piattaforma ai computer, ai processori di segnale e ai monitor. La qualità del segnale varia da paziente a paziente e da giorno a giorno, e il meccanismo è ancora troppo voluminoso e ingombrante, ma i ricercatori sperano di migliorare. Simile il funzionamento del Brain Computer Interface, messo a punto dal Politecnico di Milano: il prototipo, sperimentato su una ventina di pazienti, ha permesso loro di comunicare o controllare l’ambiente domestico.