La conquista in ogni passo – il primo deambulatore robotizzato intelligente

Realizzato dall’Università di Trento

Per chi soffre di malattie neurodegenerative sin dall’età pediatrica come la tesaurismosi, la sindrome di Rett, atassie spinocerebellari, atrofia spinomuscolare camminare rappresenta una delle sfide più grandi. Queste patologie interessano il sistema neurologico e comportano la perdita della motricità, l’incapacità di eseguire lo schema naturale del passo, i movimenti manuali in maniera corretta, il disinteresse all’interazione sociale ed altre conseguenze fortemente compromettenti la qualità di vita dei soggetti colpiti e dei loro cari.

Accanto alla ricerca genetica e a quella medica per trovare una possibile terapia, si studia il modo di supportare queste persone nella loro quotidianità, con strumenti che possano agevolare la deambulazione.   Un contributo arriva dalla robotica. Al Dipartimento di Ingegneria industriale (Dii) dell’Università di Trento hanno fabbricato un deambulatore intelligente, che grazie all’impiego di software e algoritmi avanzati, facilita gli spostamenti di chi ha gravi difficoltà motorie.

Mariolino De Cecco, docente di Misure meccaniche e termiche al D, insieme al suo team di ricerca, ha messo a punto un ausilio robotizzato per permettere a pazienti con sindromi rare di riacquisire l’abilità nel compiere i passi.

Nascosti dietro un grande cuore rosso, ci sono speciali sensori di forza che, cingendo il bacino del soggetto, lo stabilizzano. A differenza di altri strumenti già in uso, che non sempre consentono un utilizzo senza assistenza, questo deambulatore è collaborativo, interagisce con l’utente, sente e asseconda la sua volontà, stimolando la sua funzionalità deambulatoria residua.

Il dispositivo può essere impiegato non solo come strumento di riabilitazione motoria ma anche come ausilio. Gli ingegneri del team MiRo (Measurement instrumentation and Robotics Lab) hanno infatti messo a punto una modalità di funzionamento che fa sì che il dispositivo non si sostituisce ai movimenti di chi lo usa bensì risponde agli stimoli che riceve assecondandone la sua volontà.

Questo primo prototipo ha però un limite: consente di poter procedere solo in avanti, seguendo un percorso lineare. Gli studiosi sono in fase di costruzione di un altro nuovo prototipo in grado di cambiare direzione e quindi di lasciare piena libertà di movimento all’utente.

La meccanica è stata sviluppata in collaborazione con ProM Facility, il centro di prototipazione di Trentino Sviluppo di cui l’Ateneo è partner. Lo scopo è di ampliare le funzionalità del robot, che è stato validato con successo nel suo primo prototipo con soggetti affetti da sindrome di Rett, in modo da renderlo personalizzabile e consentire il suo utilizzo anche per altre patologie neuro-cognitive per persone in età evolutiva e adulti.

Nell’evoluzione del dispositivo si prevede una telecamera tridimensionale rivolta verso le gambe del soggetto, che permetterà di acquisire la forza di spinta dal bacino e l’incipit della camminata. Oltre alla telecamera, il secondo deambulatore potrà ricevere i dati provenienti da sensori fisiologici indossati dall’utente allo scopo di stimare il suo livello di stress. In base allo stato emotivo e di benessere, il robot potrà adattare i parametri di controllo (reattività, velocità massima, etc…) per eseguire l’azione.

Allo sviluppo di questo tipo di sensori stanno lavorando Andrea Del Prete, docente di Automatica e Giandomenico Nollo, professore di Bioingegneria elettronica e informatica, entrambi afferenti al Dii con la collaborazione di Giovanni Guandalini, fisiatra dell’ospedale riabilitativo Villa Rosa di Pergine Valsugana.
Il nuovo dispositivo vuole essere di supporto anche a caregiver e professionisti clinici. Attraverso un’interfaccia di realtà aumentata collegata a un tablet, potranno stabilire percorsi di riabilitazione o interagire per stimolare le fasi della camminata. L’interfaccia viene sviluppata in collaborazione con Hirokazu Kato dell’Istituto giapponese di scienza e tecnologia di Nara (Naist), considerato uno dei padri della realtà aumentata moderna.

Il prototipo viene finanziato anche con fondi del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (Pnrr) messi a disposizione del Consorzio Inest, sostenuto dall’Unione Europea – Next Generation EU. L’Università di Trento fa parte dell’Ecosistema dell’innovazione. È capofila dello Spoke 2, il gruppo di ricerca impegnato nello sviluppo tecnologico e sociale a favore della sanità digitale e della salute della cittadinanza.
Per contribuire alla realizzazione di questo ausilio innovativo e alla sua applicazione a beneficio dei soggetti con gravi deficit neuro-cognitivi è stata avviata dall’Università di Trento la campagna di raccolta fondi “Sosteniamo ogni passo”. È possibile donare a questo link: https://donazioni.unitn.it/deambulatore

L’iniziativa vede la partecipazione di Anffas sia per la raccolta fondi che per la sperimentazione del deambulatore, nell’ambito della Convenzione quadro sottoscritta con l’Ateneo lo scorso anno.

©UniTrento ph. Federico Nardelli