Tutto muscoli ed esoscheletro

Scritto da in data Ottobre 10, 2018

Esoscheletri, ovvero la soluzione tecnologica per avere più muscoli… e che muscoli! Studiati per migliorare la mobilità delle persone, ve ne sono versioni finalizzate a assistere in lavori gravosi per il fisico, nel settore industriale come in quello militare. E se la forza fisica aumenta a stupire è la reazione del cervello. Raffaella Quadri per Radio Bullets. Musiche di Walter Sguazzin

Photo credits: Bionic Power Inc.

 

È risaputo che essere tutto muscoli potrà essere utile, ma non basta; tuttavia, quando i muscoli servono e non li si ha a sufficienza accade che ci vengano in soccorso la tecnica e la meccanica. Scopriamo come.

Circa un anno fa, nell’ottobre del 2017, Iuvo, una società spin off della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa nata nel 2015 per occuparsi di tecnologie indossabili, ricevette un investimento per la realizzazione di un esoscheletro robotico da parte di due aziende: Comau http://www.comau.com, società del gruppo FCA che si occupa di progettazione di soluzioni di automazione, e di Össur www.ossur.com che si occupa di innovazione tecnologica applicata a soluzioni ortopediche non invasive.

Il progetto era finalizzato a creare uno strumento che potesse essere impiegato nel settore industriale e dei servizi, in particolare per aiutare gli operatori impegnati in lavori particolarmente gravosi e ripetitivi.

A un anno di distanza Comau –socio di maggioranza di Iuvo– ha presentato Mate, acronimo di Muscular Aiding Tech Exoskeleton, ovvero un esoscheletro tecnologico per il supporto muscolare degli arti superiori, che sarà disponibile a partire da dicembre 2018.

 

L’aspetto di Mate semplice ma la sua struttura è studiata e avanzata: il design è volutamente ergonomico e leggero –ha un peso di tre chili–, è disponibile in due taglie e si indossa sulle spalle, allacciandosi al petto e alla vita, e regolando la vestibilità in base al fisico della persona. È dotato inoltre di supporti per le spalle, legati alle braccia e collegati alla struttura dello schienale, che servono a sostenere e aiutare nei movimenti.

Mate è un meccanismo passivo a molla dotato di sette livelli di assistenza con i quali permette di replicare i movimenti di flessione ed estensione della spalla. Lo scopo è facilitare i gesti ripetitivi e alleggerirli, rendendo quindi meno pesanti gli sforzi; infatti il carico, che altrimenti peserebbe esclusivamente sugli arti superiori, è scaricato al bacino, permettendo così una migliore distribuzione delle forze. Tutto ciò evita, quindi, l’insorgere di disturbi muscoloscheletrici che sono spesso una conseguenza di alcuni tipi di lavori manuali.

 

Di esoscheletri simili a Mate ne sono studiati per diversi impieghi, anche a scopo medico, per assistere per esempio anziani o persone con difficoltà nei movimenti, oppure per differenti tipi di lavori. In alcuni casi però il loro impiego, per quanto utile, mostra alcune difficoltà che devono essere superate.

In un recente studio condotto da un team del dipartimento di Aeronautica e astronautica del Mit –il politecnico del Massachusetts– www.mit.edu sono stati evidenziati i limiti dell’utilizzo di esoscheletri studiati per impiego militare.

In particolare i ricercatori, guidati dalla professoressa Leia Stirling, hanno condotto alcuni test su soldati dotati di esoscheletri per le gambe al fine di verificare quale fosse la loro risposta a stimoli diversi e hanno fatto una scoperta interessante.

Le strutture di supporto esterne, infatti, aiutano nei movimenti e nel sopportare i carichi, ma a volte producono anche un effetto limitativo dell’attenzione della persona che le indossa e del suo processo decisionale. Un fattore determinante nel caso di soldati, per i quali l’alleggerimento del peso di zaini, armi e attrezzature potrebbe avere così una contropartita decisamente pericolosa.

 

Nello specifico il team di ricerca ha effettuato una serie di test su alcuni volontari, facendoli marciare lungo un percorso a ostacoli portando sulle spalle un zaino di oltre trentasei chili, e chiedendo loro di eseguire le stesse prove sia indossando un esoscheletro per le ginocchia sia senza: rispondere ad alcuni segnali visivi e uditivi, effettuare semplici calcoli e marciare a una data distanza dal capogruppo.

Sette soggetti su dodici hanno mostrato tempi di reazione più lenti, difficoltà cognitive e di percezione delle distanze quando indossavano gli esoscheletri rispetto a quando ne erano privi. Scarti minimi che tuttavia, nel contesto di un’azione militare, possono fare la differenza tra restare in vita o avere la peggio.

Il tema ora è capire cosa provochi tali differenze –che per altro non sono state riscontrate in tutti i soggetti– e soprattutto comprendere quali elementi legati alle capacità cognitive, motorie e percettive degli utilizzatori debbano essere tenute in considerazione nella realizzazione di nuovi esoscheletri. Il gruppo guidato dalla Stirling sta lavorando proprio a questi aspetti.

 

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