MiniTouch: così la mano robotica diventa sensibile al calore

La percezione del calore è una delle informazioni fondamentali per interagire con l’ambiente che ci circonda. Pensiamo a con quale cautela afferriamo un oggetto che, temiamo, potrebbe scottarci, o alla differenza tra una stretta di mano gelida e una calorosa. Ora per la prima volta un gruppo di ricercatori della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa in collaborazione con un gruppo di ricerca dell’ École Polytechnique Fédérale di Losanna ha trovato il modo di integrare lo stimolo termico in un arto robotico. Lo studio, pubblicato sulla rivista Med (Cell Press), mostra lo sviluppo di un dispositivo, il “MiniTouch”, che permette di trasferire le informazioni termiche ottenute da un sensore sulle dita di una mano robotica con i recettori sensoriali presenti nella parte rimanente dell’arto amputato.

Come funziona il dispositivo MiniTouch

“Si tratta di un’idea molto semplice che può essere integrata nelle protesi commerciali. Il MiniTouch è costituito da componenti elettriche già presenti sul mercato e non richiede alcun tipo di operazione chirurgica”, dice Silvestro Micera, uno dei due ricercatori a capo dello studio, con una lunga esperienza nel campo. Il MiniTouch – ufficialmente presentato lo scorso anno dagli scienziati – contiene principalmente tre elementi: un sensore termico che misura la temperatura, localizzato sull’indice della protesi, un controller e un trasmettitore elettrico a contatto con la pelle che trasforma lo stimolo termico in segnale elettrico per i recettori sensoriali. Il dispositivo è stato testato su un uomo di 57 anni, Fabrizio, sottoposto ad amputazione transradiale (a metà dell’avanbraccio) a 20 anni.

Utilizzando il MiniTouch, il partecipante è stato in grado di discriminare tra bottiglie contenenti acqua fredda (12°C), temperatura ambiente (24°C) o calda (40°C) con un’accuratezza del 100%. Praticamente senza riscontrare nessuna differenza tra la mano robotica e quella umana. L’altro dato particolarmente rilevante di questo studio è che il MiniTouch ha migliorato la capacità del partecipante, da bendato, di distinguere tra un braccio umano e protesico. “Quando uno dei ricercatori ha posizionato il sensore sul proprio corpo, ho potuto sentire il calore di un’altra persona con la mia mano fantasma. È stata un’emozione molto forte per me, come riattivare un legame con qualcuno”, queste le parole di Fabrizio. Purtroppo, questa possibilità di interazione sensoriale non è ancora comparabile a quella offerta da una mano “biologica”, e questo a causa della mancanza di ricezione di altri input sensoriali come morbidezza e consistenza della pelle. 

Verso una mano robotica multisensoriale

Lo studio apre la strada a protesi di mano più naturali che restituiscono una gamma completa di sensazioni, offrendo agli amputati una percezione più ricca e naturale del mondo tattile. “Il nostro obiettivo è sviluppare un sistema multimodale che integri le sensazioni tattili, propriocettive e di temperatura”, afferma Soilaman Shokur, a capo del gruppo di ricerca svizzero. “Con questo tipo di sistema, le persone saranno in grado di dirti ‘questo è morbido e caldo’ oppure ‘questo è duro e freddo’”. 

Fonte: Med

Credits immagine: EPFL/Caillet (CC BY-SA)

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