Si è detto molto degli esoscheletri che consentono alle persone paralizzate di camminare. Ma anche per le estremità superiori esiste è un principio simile: a Esslingen è stata ideata una Exo-Hand per molteplici applicazioni.
La zampina del proteo o del geco, le pinne delle balene, la mano dei primati: l’evoluzione dei vertebrati ha variato il tema delle estremità anteriori in modo così sapiente che le soluzioni si sono adattate ai compiti più disparati. I collaboratori dell’azienda di Esslingen Festo AG & Co. KG hanno mostrato quali siano gli sviluppi tecnici per la mano umana. Il loro sistema offre prospettive interessanti non solo per la produzione industriale, ma anche per la medicina.
La cosiddetta Exo-Hand dell’azienda di Esslingen viene indossata come un guanto, sul cui lato esterno vi sono strutture filigranate mobili. Queste hanno un grado di libertà pari a quello delle singole dita del modello umano. Le possibilità sono tre:
- con la Exo-Hand le dita del paziente possono essere mosse attivamente. Ne derivano applicazioni in campo riabilitativo, per esempio in pazienti colpiti da ictus, o possibilità di impiego della mano artificiale come ortesi.
- Il guanto può essere utilizzato anche per accrescere la forza delle dita, affinché si possano realizzare compiti in ambito industriale per i quali i muscoli non hanno più la forza necessaria.
- Il guanto può registrare i movimenti della mano che li indossa e trasmetterli in tempo reale e nella stessa forma a mani robotiche. Questo consente, per esempio, di compiere lavori pericolosi a distanza.
Le cinque dita vengono azionate con otto attuatori pneumatici, che rendono preciso il movimento. Nello stesso tempo, la mano rimane sufficientemente flessibile per non mettere in pericolo le persone che si trovano nelle dirette vicinanze.
Nella riabilitazione, la Exo-Hand può essere utilizzata come ortesi attiva per la mano su pazienti colpiti da ictus con sintomi di paralisi. Solo in Germania, ogni anno vi sono circa 150. 000 nuovi pazienti colpiti da ictus, molti dei quali devono riapprendere a muovere la mano. Nel caso di un’ortesi passiva della mano, basta una molla per sollevare le dita della mano incurvata. A questo scopo, insieme a una Brain Computer Interface (BCI), la Exo-Hand offre un ciclo di feedback chiuso: grazie a un segnale elettroencefalografico (EEG) misurato sulla testa viene riconosciuto il desiderio del paziente di aprire o chiudere la mano. L’ortesi attiva realizza il movimento, i nervi comunicano le modifiche al cervello. Nasce così nasce l’effetto training che, nel corso del tempo, consente al paziente di tornare a muovere la mano senza supporto tecnico.
Per entrambe le ipotesi industriali, vale a dire il rafforzamento e la manovrabilità remota, un vantaggio è costituito dal fatto che tutte le articolazioni e i loro azionamenti si trovino fuori dalla mano. Per controllare il movimento, sulla struttura mobile è possibile infilare un guanto artificiale in silicone. Lo stesso hardware è pertanto da una parte interfaccia utente e dall’altra mano robotica esecutrice. Solo così diventa possibile combinare l’intelligenza umana con le capacità di un robot. In questo modo il sistema Force Feedback trasmette all’operatore quello che la mano tecnica da lui comandata sta facendo a distanza. E non si limita a sentire e vedere, ma percepisce anche con il tatto.
Nel caso di semplici lavori di montaggio, con molte attività ripetute, la Exo-Hand supporta la forza e aiuta i collaboratori, anche in un periodo di invecchiamento dell’intera popolazione , a rimanere più a lungo attivi nel processo produttivo, senza danni corporei permanenti.
La Exo-Hand è tuttavia interessante anche per l’impiego su robot di servizio: qui nuovi concetti nei materiali, nei sensori e negli azionamenti possono rivoluzionare il mercato. Per il concetto presentato, gli sviluppatori hanno utilizzato componenti che vengono già prodotti in grandi quantità. op
Ulteriori informazioni Sugli sviluppatori della mano: www.festo.com/de/exohand
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