L’automazione nelle protesi

L’avanzamento della bionica, della meccanica combinata, dell’elettronica, dei nuovi metalli e della tecnologia bluetooth hanno migliorato la vita di coloro che hanno perso braccia, mani o dita.

 


La prostetica è un campo dove gli ingegneri possono vedere le loro innovazioni  sugli incidenti di tutti i giorni.  Con l’integrazione meccatronica e dei moduli software, la prostetica si è sviluppata fino ad ottenere ottimi miglioramenti per quanto riguardano la sensibilità e l’aderenza delle protesi. Il primo passo nella tecnologie della prostetica è stato avanzato nel 2007 con l’introduzione della prostetica i-LIMB . Era la prima mano controllata da un microprocessore con 5 articolazioni in grado di ruotare.  Più di 1400 pazienti hanno tratto benefici da questa mano e sono tornati ad un uso della propria articolazione.  Con il passare del tempo la tecnologia i-LIMB ha superato le limitazioni che aveva poichè l’industria standard per le mani elettroniche era basata su dispositivi a tenaglia, design molto scomodo e certamente non indicato per prese di precisione e ad alta aderenza.

La Touch Bionics sviluppò delle dita articolate che abilitarono il paziente a fronteggiare diversi tipi di presa. Queste opzioni di aderenza aumentarono la destrezza e supportarono le attività quotidiane che prima non era possibile effettuare. Ad esempio la tecnologia i-LIMB ha reso possibile la scrittura da tastiera.

In principio ciascun dito rimaneva fermo fino a quando il paziente lasciava il proprio muscolo contratto. Ciascun dito aveva un motore e un gearbox.  Progettare motori e gearbox così piccoli da rientrare nelle dita di una mano fu una delle più grandi sfide nella costruzione di tali protesi. La dimensione però non era l’unico problema. In effetti quando la forza motrice nei motori veniva a mancare le articolazioni erano libere di muoversi in qualsiasi direzione, allora bisognava introdurre un sistema di freno per tale evenienza.

 

La Touch Bionics usò un sistema chiamato “backdrive” per eliminare questo problema. Con questo sistema se l’utente stringe un oggetto  il muscolo viene decontratto e l’aderenza viene comunque mantenuta. Un piccolo motore DC è contenuto in ciascuna delle dita . Inizialmente i motori avevano troppa velocità e poca coppia motrice, questo per limitare il problema di non danneggiare oggetti delicati. In seguito tale problematica fu sostituita da una funzione di “stallo”: tale funzione viene attivata da un segnale ricevuto dai muscoli del paziente . Il segnale viene processato dal software, che controlla direttamente l’azionamento in base al segnale del muscolo ricevuto.  Normalmente i motori richiesti sono di elevatissima precisione e dovrebbero essere dotati anche di un encoder, però date le limitate dimensioni della mano, non c’è molto spazio per installarlo.  Il controllore blocca i motori quando i segnali di corrente, uscenti dal sensore,  superano un valore di  stallo conosciuto, in modo tale da azzerare la potenza e mantenere l’aderenza della mano.

Negli ultimi anni la Touch-Bionics ha sviluppato e migliorato di molto tale tecnologia integrando moduli bluetooth per migliorare la comunicazione. Potete vedere le ultime novità direttamente sul sito ufficiale.

 

Traduzione libera di Thumbs up for prosthetics da engineering on campus – Winter 2010 www.engineeringoncampus.co.uk

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Vincenzo Cicogna

Editore e autore di questo blog di notte, sviluppatore software per sistemi embedded di giorno, passa il suo tempo a dilettarsi ed approfondire le dinamiche del mondo.

Appassionato di droni e tuttala, si diletta di tanto in tanto a scattare qualche foto in giro per il mondo o a leggere qualche libro.

Ama viaggiare, fotografare e condividere le sue produzioni.


By Vincenzo Cicogna | dicembre 16th, 2011 | SHOW COMMENT(1)

One Response

  1. Maikol Giacalone says

    Ciao, mio fratello ha 13 anni e ha perso 2 dita della mano ” l’indice e il medio ” volevo chiedere se esite qualche protesi per semplificare la sua vita perché è molto triste. E forse perderà anche il pollice