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NOVEMBRE-DICEMBRE 2014
AUTOMAZIONE OGGI 377
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AO
TUTORIAL
zioni dalla traiettoria pianificata. Oltre alla chirurgia vi sono altri
campi in cui i robot medicali sono presenti (e la loro presenza si va
sempre più intensificando). Parliamo per esempio dei sistemi ro-
botici per l’assistenza, ovvero progettati per assicurare maggiore
autonomia alle persone con disabilità, in modo tale da permet-
tere loro di svolgere autonomamente gran parte delle azioni della
vita quotidiana. Tra i numerosi sistemi robotici per l’assistenza
possiamo citare Handy I, Neater Eater e iARM, che aiutano le per-
sone disabili a compiere azioni quali mangiare o radersi, muo-
vendo delicatamente un braccio robotico in modo da portare il
cibo dal piatto alla bocca, oppure da passare un rasoio sulla pelle
del viso. Questi sistemi sono controllati da pulsanti azionabili con
la testa o con i piedi e alcuni di essi possono essere integrati con
le sedie a rotelle. Le stesse sedie a rotelle sono ormai decisamente
automatizzate; alcune di esse hanno sistemi di navigazione in
grado di assicurare un movimento autonomo in ambiente con
ostacoli riducendo le operazioni richieste all’utilizzatore. I sistemi
robotici per la riabilitazione sono simili a quelli per l’assistenza,
ma sono progettati in modo da facilitare la terapia riabilitativa
necessaria a seguito di un evento traumatico, spesso un ictus,
del paziente e da misurare i suoi progressi. Sono stati realizzati
sistemi costituiti, per esempio, da un braccio robotico che muove
il braccio del paziente, guidandolo lungo traiettorie predefinite,
registrando al contempo gli spostamenti, le velocità o le forze, al
fine di valutare il progresso del paziente stesso. In alcuni casi il
movimento impresso dal braccio robotico all’arto del paziente è
indotto dai segnali provenienti dal suo muscolo, in modo da cre-
are un feedback per facilitare la rieducazione del muscolo stesso.
Venendo all’ambito delle protesi ed esoscheletri, non parliamo
ovviamente di protesi passive, ma di protesi controllate da mi-
croprocessori, che possono aiutare il movimento degli arti in
persone con disfunzioni motorie. Le protesi attive per gambe,
per esempio, sono progettate per regolare automaticamente
la dinamica della fase di oscillazione della gamba e controllare
la flessione del ginocchio, in modo da migliorare la stabilità du-
rante la postura. Altri esoscheletri (così sono chiamate le protesi
esterne) permettono ai pazienti paraplegici di alzarsi in piedi,
camminare e salire le scale in maniera controllata, sulla base di
dati provenienti da sensori che rilevano la posizione delle varie
parti del corpo. Gli esoscheletri per mani (la cosiddetta ‘mano bio-
nica’) sono strutture complesse da un punto di vista cinematico,
in quanto devono riprodurre le falangi delle dita per assicurare la
presa di oggetti, azionate per mezzo di cavi o di muscoli artificiali.
Possono essere governate da un comando esterno, oppure dai
segnali mioelettrici generati dai muscoli nella rimanente porzione
dell’arto del paziente. Le ricerche più recenti che si svolgono in
questo settore si focalizzano sulla progettazione di esoscheletri
per la parte superiore del busto.
Prospettive e sviluppi
Applicazioni della robotica alla medicina si trovano ormai nei set-
tori più disparati, anche in quelli esterni al mainstream medicale.
Per esempio, il problema della distribuzione di materiale di la-
boratorio, di medicinali o, più in generale, di forniture ai diversi
reparti di un ospedale può essere risolto facendolo svolgere in
maniera autonoma da un robot appositamente progettato. La na-
vigazione di un siffatto robot mobile è basata sulla generazione
del percorso ottimale a partire dalla mappa dell’ospedale, nonché
sui segnali provenienti da vari sensori che inducono modifiche
locali alla traiettoria a seconda della presenza
di ostacoli lungo il percorso. Un tale robot può
anche essere dotato di un sistema per aprire au-
tomaticamente una porta, quando si viene a tro-
vare davanti a essa. Un altro ambito strettamente
collegato al medicale, in cui si prevede una futura
pervasività dei robot, è quello dell’assistenza agli
anziani. L’invecchiamento della popolazione nei
Paesi sviluppati pone infatti come conseguenza
la necessità di provvedere alle esigenze di un nu-
mero crescente di anziani. Si prevede che la loro
assistenza, finora svolte da altre persone, sarà, in
un futuro non lontano, svolta da robot dedicati.
Ne esistono già in commercio alcuni esempi: si
tratta di robot mobili su ruote, dotati di videoca-
mera e monitor, controllabili in remoto. Questi
robot sono potenzialmente integrabili nel più
ampio sistema della casa domotica. Oltre che per
l’assistenza agli anziani, questi sistemi robotici potranno essere
utilizzati per l’assistenza all’altra fascia debole della popolazione,
ovvero i bambini, in particolare a quelli che soffrono di disabilità
motorie e cognitive. I robot si possono integrare in una terapia,
che otterrà inevitabilmente un maggiore interesse da parte dei
piccoli pazienti. Con robot ‘animali’, per esempio, è possibile
implementare una ‘pet therapy’ per bambini senza le problema-
tiche associate all’utilizzo di esseri viventi. I robot possono poi
riprodurre emozioni, come un cucciolo di animale, favorendo
così le interazioni con i bambini. Da ultimo, si prevede che una
vera e propria rivoluzione nel medicale avverrà con la diffusione
dei ‘microrobot’. Si tratta di una ‘squadra’ di minuscoli robot che
operano in sintonia per eseguire compiti precisi e delicati all’in-
terno del corpo umano. La flotta di microrobot può per esempio
muoversi all’interno dei vasi sanguigni per monitorare lo stato di
vene e arterie o per rimuovere da esse accumuli di colesterolo o
coaguli di sangue, prevenendo l’insorgere di trombosi.
O, più avveniristicamente, una flotta di microrobot potrebbe pe-
netrare separatamente un organo e poi assemblarsi all’interno di
esso, in modo tale da formare un utensile chirurgico che possa
effettuare operazioni programmate. Sembra fantascienza, ma è
già stato realizzato un prototipo per la chirurgia oculare sulla base
di questa idea.
Oltre che per l’assistenza agli anziani i sistemi robotici possono essere
utilizzati per l’assistenza ai bambini
Fonte: rack.2.mshcdn.com