Un motoriduttore per la mano robotizzata
Facile da usare, con una forza di presa notevole e caratterizzata da un costo decisamente contenuto, Hannes è la mano protesica di derivazione robotica realizzata nel 2018 dal Rehab Technologies Lab. Un importante contributo al progetto è arrivato da MICROingranaggi che ha sviluppato il motoriduttore, cuore della mano.
Costa tra i 5 e i 10.000 euro la mano protesica di derivazione robotica progettata nel 2018 dal Rehab Technologies Lab, il laboratorio congiunto nato dalla collaborazione tra l’Inail e l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT): circa il 40% in meno rispetto ai dispositivi con funzioni analoghe attualmente in commercio.
Presentata al pubblico con il nome di Hannes – come il professor Hannes Schmidl che fu direttore tecnico del Centro Protesi Inail di Vigorso di Budrio (Bologna) – questa protesi permette di riprodurre la gran parte delle funzionalità di una mano naturale. Hannes viene controllata dalla contrazione del muscolo residuo dell’arto mancante mediante sensori di superficie che captano il segnale elettrico proveniente dal cervello; il segnale, dopo essere stato pulito e amplificato, viene trasmesso a una scheda motore a cui è demandato il compito di dare l’input al motore responsabile del movimento delle dita.
Oltre al costo contenuto, che già di per sé è una grande innovazione, Hannes ha un’altra grande particolarità. Le scelte tecnologiche che stanno alla base del progetto partono, infatti, da un concetto ben preciso: le protesi molto complesse presentano dei limiti, dovuti, soprattutto, alla fatica insita nel loro utilizzo. Hannes, al contrario, è facile da usare e controllare.
Protagonista del progetto, frutto di un lavoro congiunto con l’Istituto Italiano di Tecnologia, è anche MICROingranaggi che ha ideato e sviluppato il motoriduttore, cuore della mano: un componente che è, innanzitutto, silenzioso ed efficiente.
Movimenti precisi e articolati grazie al riduttore di MICROingranaggi
Ogni anno INAIL acquista all’estero mani protesiche per diversi milioni di euro; questo è il motivo principale per cui si è valutata la possibilità di svilupparne una internamente in Italia. È nato così, nel 2017, il “progetto Hannes” con l’obiettivo di sviluppare una mano protesica basata su un sistema sottoattuato, ovvero su un tipo di meccanismo con un solo motore, ma 5 o 6 gradi di libertà (i cosiddetti DOF, degree of freedom).
Hannes è una mano mioelettrica. A livello pratico questo significa che sul moncone del braccio amputato del paziente, in una posizione ben precisa rispetto ai muscoli recisi, vengono applicati due sensori EMG (elettromiografici). In questo modo, quando la persona cerca di muovere la mano che non esiste più, dal suo cervello partono degli impulsi elettrici che vengono intercettati e letti dai sensori EMG e successivamente amplificati per essere inviati a un’altra scheda posizionata all’interno della mano. Qui il segnale viene pulito, filtrato e inviato a una scheda motore (il cosiddetto interprete) presente sulla mano protesica, responsabile di dare al motore l’input di muoversi così da permettere alla mano di aprirsi e chiudersi. Al motore della mano è stato collegato un riduttore progettato e realizzato da MICROingranaggi. Il riduttore, situato nella parte centrale, tramite una particolare puleggia comanda una serie di cavi che attraversano tutte le dita e che consentono alla mano di muoversi in modo preciso e articolato, adattandosi in automatico all’oggetto afferrato.
Maggiore controllo e facilità di utilizzo grazie al motoriduttore
La mano protesica Hannes ha il grande vantaggio di avere una presa molto naturale e facile da controllare; inoltre è facile imparare a utilizzarla, il che è un aspetto che fa decisamente la differenza. Integrando due soli sensori EMG (mano aperta, mano chiusa) e un solo motore, il Rehab Technologies Lab ha sviluppato una mano protesica con il 95% delle funzionalità di altri prodotti analoghi presenti sul mercato, ma più facile da controllare e decisamente più economica.
Il Rehab Technologies Lab ha deciso di affidare il progetto e lo sviluppo del motoriduttore, responsabile dei movimenti della mano a MICROingranaggi, che ha realizzato una soluzione costituita da motoriduttore e puleggia, che possono essere installati all’interno della mano in pochi passaggi. Oggi, grazie a questa soluzione, la mano di Hannes è in grado di esercitare una forza di presa fino a cinque volte superiore a quella di altre mani protesiche presenti sul mercato.