IIT:”Progetto Natural Bionics” robotica, software e chirurgia ricostruttiva per nuove braccia e nuove gambe bioniche

IIT-Istituto Italiano di Tecnologia: 10 milioni dall’Europa per progettare gli arti bionici del futuro

L’IIT, insieme all’Imperial College di Londra e la Medical University di Vienna, si è aggiudicato fondi dal Consiglio Europeo della Ricerca per un progetto che rivoluzionerà la protesica.

Un progetto rivoluzionario che mette insieme robotica, software e chirurgia ricostruttiva per realizzare gli arti bionici di nuova generazione, il più possibile “naturali”, collegati con il sistema nervoso centrale e sviluppati insieme ai pazienti in ospedali europei: questo è l’obiettivo del progetto Natural Bionics finanziato ufficialmente oggi dal Consiglio Europeo della Ricerca (European Research Council – ERC) nell’ambito del bando ERC Sinergy. Al progetto lavoreranno, in uguale parte ma con competenze diverse, Antonio Bicchi dell’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia a Genova, Dario Farina dell’Imperial College London, e Oskar Aszmann della Medical University di Vienna. Il progetto ha ricevuto 10 milioni di euro per i prossimi 6 anni.  Il numero di progetti di IIT finanziati da ERC sale così a un totale di 26.

I finanziamenti “ERC Sinergy” sono investimenti che consentono a gruppi di 2-4 ricercatori di riunirsi in gruppi di ricerca per condividere competenze, conoscenze e risorse complementari in modo da affrontare problemi che sono alla frontiera della conoscenza. Sono in totale 27 i gruppi di ricerca che sono stati selezionati in tutta Europa dall’ERC per creare “sinergie” su temi strategici, con un finanziamento complessivo di 250 milioni di euro. L’Italia è coinvolta in 5 progetti, tra cui Natural Bionics, che sarà realizzato all’IIT di Genova.

Il progetto  Natural Bionics,  si pone l’obiettivo di superare il modello delle attuali protesi per arti che spesso vengono abbandonate dai pazienti, perché non rispondono in modo “naturale” alle loro esigenze di movimento e di controllo dell’arto artificiale, oppure non sono integrabili direttamente con il loro corpo. La nuova tecnologia sarà sviluppata creando sinergia, fin dalla sua progettazione, tra chirurgia ricostruttiva, interfaccia uomo-macchina e robotica soft, proprio per sviluppare arti bionici da connettere direttamente al corpo. Le nuove braccia e le nuove gambe bioniche diventeranno parte integrante del corpo di alcuni pazienti volontari presso l’ospedale universitario a Vienna, centro di riferimento mondiale per la chirurgia ricostruttiva.

 

 

 

 

 

Antonio Bicchi dell’Istituto IIT

 

Il nuovo concetto di arto bionico prevede la creazione di una connessione diretta tra l’arto artificiale e il sistema nervoso del paziente a livello spinale, sia per controllare le funzioni motorie sia per restituire le sensazioni tattili perdute. La lettura delle informazioni provenienti dalle fibre nervose motorie residue dell’arto amputato e la decodifica del loro complesso linguaggio, che sarà  realizzata dal gruppo di Farina a Londra, permetterà di leggere le intenzioni del paziente e trasformarle in azioni della protesi. La ricca dotazione sensoriale delle mani e dei piedi bionici permetterà poi di restituire le sensazioni che il sistema nervoso si attende dall’interazione con l’ambiente esterno. Per fare questo, le fibre nervose sensoriali dell’arto amputato saranno reinnervate dai chirurghi, guidati da Aszmann a Vienna, in impianti di pelle glabra ricca di recettori tattili, i quali verranno stimolati da dispositivi bio-meccatronici sviluppati da IIT. Quello che i ricercatori andranno a realizzare sul moncone del paziente, quindi, sarà un’immagine senso-motoria completa dell’arto perduto; nel caso di amputazione di mani, si tratterà di una sorta di“manunculus”, analogamente all’”homunculus” con cui solitamente si rappresenta la mappa del nostro corpo nella corteccia cerebrale. I micromovimenti del “manunculus” saranno trasformati in comandi alla protesi, e le letture dei sensori della protesi generanno sensazioni tattili sulla pelle del “manunculus”.

Affinché il sistema nervoso centrale riconosca l’arto bionico come “naturale”, sarà necessario che la protesi interagisca con l’ambiente nello stesso modo in cui lo farebbe il vero arto. Per questo motivo le protesi saranno costruite secondo la teoria delle sinergie senso-motorie e le tecnologie della soft robotics, che il gruppo di Bicchi ha proposto per primo, come per esempio per la mano robotica Soft-Hand. Tali tecnologie permetteranno lo sviluppo di protesi bioniche il più possibile simili agli arti naturali, in un approccio unico al mondo.

 Con Natural Bionics, il numero di progetti ERC che IIT si è già aggiudicato in dieci anni di attività arriva a 26 progetti, su tematiche che spaziano dalle nanotecnologie alla robotica, dalla chimica alle scienze della vita, attirando talenti da altre istituzioni di ricerca e Paesi stranieri.

Fonte: ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA

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