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Un robot «soffice» per la riabilitazione della mano

All’Università di Brescia Daniele Bertoloni ha progettato un esoscheletro per pazienti con lesioni cerebrali. Che ora è proseguito da un altro studente

di Riccardo Oldani

3' di lettura

Tra i trend più interessanti della robotica, lo sviluppo di dispositivi “soft”, cioè morbidi al contatto con l'uomo, vanta una primogenitura italiana, grazie agli studi pionieristici condotti alla Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa e all'Istituto Italiano di Tecnologia.

In particolare sono due scienziate, Barbara Mazzolai dell'Iit e Cecilia Laschi, ora trasferitasi all'Università di Singapore, ad avere dato le prime mosse a un filone della ricerca che si è diffuso a macchia d'olio nel mondo e sta trovando le prime applicazioni commerciali.

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Tra queste un ambito di sviluppo molto interessante è quello dei sistemi robotici indossabili per il medicale, in cui si inserisce anche la ricerca condotta da Daniele Bertoloni per la sua laurea magistrale, conseguita all'Università di Brescia sotto la supervisione della docente Monica Tiboni. Il progetto di Bertoloni è uno tra i tre selezionati per l'assegnazione del Premio Italiano Meccatronica, organizzato da Unindustria Reggio Emilia in collaborazione con Nòva-Il Sole 24 Ore e co-organizzato da Community. Al lavoro ha collaborato anche Metal Work, azienda del Bresciano che sviluppa controlli pneumatici.

Esoscheletro per la mano

Il risultato della ricerca condotta da Daniele Bertoloni è un esoscheletro, cioè una struttura indossabile, pensato per la riabilitazione della mano in pazienti con difficoltà di manipolazione conseguenti a lesioni cerebrali, provocate per esempio da un infarto o un ictus.

«La parte più interessante del lavoro - dice Bertoloni - è stata seguire i vari aspetti del progetto, dalla scelta dei materiali, come il silicone, alle tecniche di lavorazione, fino allo sviluppo dei controlli, gestiti da elettrovalvole collegate a una scheda Arduino». Un esercizio complesso che, ammette l'autore, «ci ha fatto capire anche i punti deboli dell'idea iniziale ai fini di un ulteriore sviluppo».

Il progetto è stato iniziato da Bertoloni per la sua tesi triennale: «Il programma doveva essere sviluppato in toto nell'ultimo anno del mio percorso di studi. Ma anche a causa del Covid-19 e a una mia sottostima della gravosità dell'impegno, si è esteso al biennio del corso magistrale. Per cui posso dire di averci lavorato almeno tre anni senza interruzione, insieme con un amico, che mi ha aiutato nel suo anno sabbatico e che poi non ha voluto comparire tra gli autori».

La ricerca ha riguardato non soltanto la parte di programmazione, ma anche tutta la progettazione e la realizzazione degli attuatori e degli stampi per le parti in silicone, realizzati con tecniche di additive manufacturing. «E poi ci siamo confrontati con l'utilizzo concreto del sistema - commenta l'autore -, con un grande sforzo soprattutto per realizzare attuatori robusti, che non avessero problemi anche in caso di utilizzo prolungato. Abbiamo quindi compiuto un esteso lavoro di test e selezione dei materiali che ci ha portato via molto tempo».

Tra le tecniche utilizzate anche studi di motion capture, cioè di analisi di frame video, per capire il reale comportamento degli attuatori in funzione della pressione ricevuta rispetto a quello previsto in via teorica.

Esperienza preziosa

L'esoscheletro ottenuto alla fine è un prodotto ben ingegnerizzato e perfettamente funzionante anche se, per arrivare a una possibile commercializzazione, richiederebbe un ulteriore lavoro di sviluppo, ora in carico a un altro studente dell'Università di Brescia, che ha “ereditato” il lavoro e ha deciso di portarlo avanti.

«Abbiamo scelto una geometria dell'esoscheletro che non si adatta perfettamente a come si piegano le dita della mano, traducendosi in qualche problema di utilizzo», ammette Bertoloni, ma anche questo aspetto fa parte di un lavoro di ricerca ed entra nel bagaglio di esperienze acquisite.

Oggi l'autore non è più uno studente. Anche grazie alle capacità dimostrate nello svolgere in autonomia un lavoro così complesso ha trovato lavoro immediatamente dopo aver conseguito la laurea. Oggi «lavoro in un'azienda che realizza macchine per il taglio laser di tubi e, in particolare, della programmazione Cnc delle macchine».

Un lavoro non banale e una dimostrazione di quanto competenze specialistiche come le sue siano oggi ricercate come il pane dalle nostre aziende manifatturiere.

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