Un guanto robotico morbido potrebbe mettere la vita quotidiana nelle mani dei pazienti

Gli ingegneri di Harvard hanno sviluppato un guanto robotico morbido che consente alle persone con mobilità ridotta della mano di afferrare e raccogliere oggetti. Il dispositivo potrebbe aiutare i circa 6,8 milioni di persone negli Stati Uniti che hanno problemi di mobilità delle mani, a causa di una condizione degenerativa, ictus o vecchiaia.

Questo guanto robotico è più morbido e leggero della tecnologia assistiva disponibile per le mani.

Finora nove pazienti con SLA, distrofia muscolare, lesioni del midollo spinale incomplete o complicazioni dovute a un ictus hanno testato il guanto.

L'obiettivo è ripristinare l'indipendenza per le persone che hanno perso la capacità di comprensione, afferma Conor Walsh, professore al Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard. Il progetto è stato guidato da Panagiotis Polygerinos, un ricercatore di sviluppo tecnologico nel laboratorio di Walsh. Walsh pensa che entro tre anni il guanto sarà adatto all'uso in ambiente medico.

Per le difficoltà di mobilità delle mani, i robot esistenti con esoscheletri duri possono fungere da dispositivi di assistenza e guidare i pazienti attraverso esercizi di riabilitazione. Ma un morbido guanto robotico si allinea in modo più flessibile con le articolazioni del paziente, funziona bene con i tessuti molli come la pelle umana e, poiché è molto più leggero, potrebbe eventualmente essere portato a casa invece di essere limitato all'uso in una clinica.

Il guanto potrebbe dare ai pazienti la destrezza di cui hanno bisogno per svolgere le attività essenziali della vita quotidiana, afferma Steve Kelly, presidente e COO di Myomo, uno sviluppatore di dispositivi robotici assistivi per il braccio e la mano, che non è stato coinvolto nel progetto.

Il guanto è programmato meccanicamente per eseguire un unico compito, eseguito con un movimento di flessione delle dita e un movimento di flessione e torsione del pollice. Le dita sono essenzialmente palloncini di silicone - cose rosa e gommose - con fibre gialle incrociate all'interno. Quando l'acqua pressurizzata viene pompata nel guanto da un marsupio attaccato, le fibre impediscono al palloncino di espandersi, quindi la loro disposizione programma il dito in modo che si pieghi in un modo particolare. Ad esempio, ci sono meno fibre alle nocche, il che induce il dito a piegarsi lì.

Il guanto aiuta una paziente con distrofia muscolare a raccogliere oggetti che prima faticava a raccogliere.

Polygerinos fammi provare. L'esterno del guanto è realizzato in un morbido tessuto simile al neoprene, le dita ricoperte da una serie di anelli gommosi trasparenti simili a un verme per la presa. Ho infilato la mano sinistra nel guanto e lui ha premuto gli interruttori. Il motore ronzava come una levigatrice a nastro e, senza alcun aiuto da parte mia, le mie dita e il pollice si arricciavano in un movimento di presa. Era come se la mano di qualcun altro fosse sotto la mia, qualcuno più forte, che muoveva le mie dita per me. Il guanto è personalizzato per adattarsi alla mano del paziente in modo che le articolazioni si allineino correttamente, e questo guanto era un po' troppo grande per me, ma comunque mi sentivo a mio agio.

È davvero semplice, perché tutto ciò che fai è pressarlo e ottieni questo bel movimento complesso, dice Walsh. Il rovescio della medaglia è che è quell'unico movimento tutto il tempo.

Sebbene questa sia una limitazione, l'afferrare è estremamente importante e molti pazienti hanno bisogno di aiuto, afferma il professore del MIT Neville Hogan, che crea robot per riabilitare i pazienti con ictus. La maggior parte dei disturbi neurologici causa debolezza muscolare, che porta a una ridotta forza di presa, dice. Tuttavia, i muscoli delle mani dei pazienti con ictus sono spesso contratti per impostazione predefinita, quindi Hogan dice che spesso hanno più problemi ad aprire le mani. Il team afferma che il guanto non ha attualmente forza sufficiente per aprire la mano se i muscoli sono serrati, ma sperano di aggiungere quella funzionalità in futuro.

Vogliono anche rendere il dispositivo più leggero. Il guanto pesa 10 once e il marsupio contenente la batteria, i controller, i sensori, la pompa e l'acqua pesa circa sette libbre (il doppio del peso di un MacBook Pro da 13 pollici).

Il guanto si aziona premendo un interruttore o tramite comando vocale. Il passo successivo è progettare un guanto in grado di muoversi quando rileva segnali nei muscoli delle braccia del paziente, in modo che i pazienti possano controllarlo in modo più intuitivo. Progettare un tale sistema di controllo è complicato. Anche i pazienti con la stessa condizione hanno variazioni individuali e i pazienti hanno giorni buoni e giorni cattivi. Quindi puoi andare un giorno, provare i tuoi elettrodi: i segnali sono perfetti, puoi azionare il guanto. Ci vai due giorni dopo, qualcosa non va e non ricevi più gli stessi segnali, dice Polygerinos.

Kelly pensa che il meccanismo di controllo sarà fondamentale. Chi ha il miglior controllo avrà la migliore soluzione commerciale, dice. Probabilmente è ragionevole nel lasso di tempo di cinque anni essere in grado di ottenerlo come persona con disabilità, stima.

Alla domanda se riesce a ricordare la cosa migliore che un paziente ha detto quando ha provato il guanto, Polygerinos sembra pensieroso, e poi il suo viso si illumina. Oh mio Dio, posso pizzicare di nuovo!

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