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22 aprile 2015

ReTeLINK, sistema robotico indossabile per migliorare la riabilitazione

Scuola Superiore di Studi Universitari e Perfezionamento S.Anna di Pisa – Presentato in anteprima in Germania, ad Hannover, il progetto ReTeLINK di giovani ricercatori dell’Istituto di BioRobotica del Sant’Anna, premiato con “Innovation Award” da azienda leader mondiale per l’automazione

Con ReTeLINK uomo e macchina vicini nella collaborazione ma lontani nello spazio: nuovo sistema robotico indossabile permette di migliorare la riabilitazione a domicilio, aprendo nuovi scenari in campo medico e anche in quello industriale

Seguire programmi di riabilitazione da casa diventerà più facile e coinvolgente, quasi si trattasse di un videogioco, grazie alle opportunità che si aprono con il nuovo progetto di “robotica indossabile”, sviluppato nell’omonimo laboratorio, guidato dal ricercatore Nicola Vitiello, presso l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.

ReTeLINK è il nome del progetto di “teleoperazione” e di “telepresenza”, ideato dai giovani ricercatori Marco Cempini, Mario Cortese, Matteo Moisè, i quali lo hanno appena presentato in anteprima in Germania, alla “Hannover Messe”, la più grande fiera industriale del mondo, dove sono stati invitati e addirittura premiati per questa loro innovazione da Kuka, azienda leader in Europa e seconda al mondo nel campo della robotica.

Proprio Kuka ha assegnato al progetto italiano la vittoria del prestigioso “Innovation Award 2015”, riconoscendo l’impatto dell’applicazione proposta, per le prospettive e per i possibili interessi di tipo industriale ed economico. Il gruppo della Scuola Superiore Sant’Anna, che ha ricevuto in premio un “assegno” da 20mila euro, è stato selezionato da Kuka e da una giuria internazionale di docenti universitari e di esperti (nomi di assoluto prestigio come Oussama Khatib, Alin Albu-Schaffer, Tobias Ortmaier, Erico Guizzo e il Chief innovation officer dell’azienda Bernd Liepert) fra le oltre 20 proposte presentate. Il gruppo dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna è stato inserito nella “rosa” dei finalisti insieme a due team svizzeri, (Eth di Zurigo ed Epfl di Losanna), e ad uno svedese dell’Università di Orebro, che integrava nella sua applicazione un prototipo disegnato in collaborazione con il Centro Piaggio dell’Università di Pisa.

Kuka ha finanziato il viaggio e l’esibizione per i quattro finalisti, scegliendo i ricercatori dell’Istituto di BioRobotica per la premiazione, ospitata durante la “fiera” dell’ “Hannover Messe”, dove l’applicazione di “ReTeLINK”, italiana al 100 per 100, è stata testata da decine di visitatori in completa sicurezza e in autonomia, suscitando un fortissimo interesse. L’idea alla base di ReTeLINK è utilizzare un esoscheletro di arto superiore, ovvero un dispositivo robotico indossabile sensorizzato e che si può muovere, per permettere ad un utente, senza esperienza né abilità, di muovere un altro braccio robotico, che fisicamente si trova altrove e che è connesso attraverso la rete internet. L’alto livello tecnologico dell’esoscheletro permette all’operatore di “sentire” – cioè di rivivere le stesse interazioni – ciò che il robot manipolatore, posto lontano da lui, sta toccando.

Grazie allo scambio di dati di posizione e di forza, ogni volta che il braccio robotico incontra ostacoli o impedimenti al suo movimento, le stesse informazioni di forza sono riprodotte dall’esoscheletro sull’utente, che, pur non trovandosi nell’area di lavoro del robot, riesce a manovrare e a interagire con l’ambiente come se fosse lì.

ReTeLINK, sistema robotico dell’Istituto di BioRobotica del Sant’Anna per migliorare la riabilitazione

Le dimostrazioni in Gemania confermano l’alto livello di ergonomia del sistema robotico, in grado di seguire in maniera fedele i movimenti dell’arto umano senza sovraccaricare mai le articolazioni. Questo è un punto essenziale per l’utilizzo del sistema nello scenario di una riabilitazione assistita con il robot. Dopo i riscontri e dopo l’affermazione ad Hannover, è intenzione del gruppo di ricerca in Robotica Indossabile di avviare nei prossimi mesi gli studi pilota con i pazienti.

“Per coloro che sono impossibilitati a raggiungere ospedali o centri di cura – spiega il coordinatore del Laboratorio di Robotica indossabile, Nicola Vitiello – la tele riabilitazione con un sistema robotico come quello usato per ReTeLINK, in prospettiva, permette un recupero delle capacità motorie residue, un più efficace coinvolgimento e una maggiore interattività del paziente nell’esercizio, attraverso un’interazione con un oggetto in movimento. Il paziente capisce che, muovendosi, può comandare un altro braccio: si trova molto più a ‘giocare’ che ad eseguire una terapia, ottenendone un riscontro visivo immediato. In generale, adesso si può aprire una nuova idea di standard per eseguire trattamenti di riabilitazione in maniera ripetibile, misurabile ed affidabile, anche direttamente a casa del paziente”.

Il nuovo esoscheletro ReTeLINK, presentato in anteprima in Germania, può trovare utilizzo anche per applicazioni industriali. Ad esempio, “laddove una barriera fisica impedisce ad una persona di agire – spiega il ricercatore Marco Cempini, a nome del gruppo che ha partecipato all’evento di Hannover – un robot può essere mandato al suo posto e mantenerne un controllo interattivo, intuitivo e completamente naturale, così che il robot possa eseguire il compito con la stessa destrezza, intelligenza e reattività con cui quella persona lo porterebbe a termine. Tutto questo avviene – sottolinea Cempini – senza che il robot sia intelligente come la persona, anzi è vero l’esatto contrario.

Con ReTeLINK si è dimostrato come degli avanzatissimi strumenti robotici possano essere molto utili senza alcuna intelligenza interna, ma soltanto come ‘utensili tecnologici’ posti sotto la supervisione, capace ed intelligente, di una persona. La vera rivoluzione nell’interazione uomo-macchina è nell’affidarsi alla capacità tecnologiche e di forze del robot, restituendo all’uomo la gestione del movimento e l’interpretazione dell’interazione”.


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