INTELLIMAN: nuove mani robotiche a basso costo dotate di intelligenza artificiale
Disabilità e protesi
A livello europeo, quasi 70 milioni di persone sono escluse dal mercato del lavoro a causa di disabilità. Per quanto riguarda la richiesta di protesi, statistiche recenti riportano più di 6 amputazioni ogni 1000 persone e circa 185.000 amputazioni ogni anno, di cui circa l'8% relative all’arto superiore.
Le cause di tali amputazioni, nel mondo, sono le più disparate: guerra, malattie, traumi (specialmente nei paesi sottosviluppati). In molti casi, gli amputati non possono nemmeno permettersi di acquistare protesi affidabili.
INTELLIMAN: protesi a basso costo ma capaci di apprendere
In tale contesto, tra i progetti di ricerca che si occupano di protesi per arto superiore e, in particolare, della mano c’è INTELLIMAN - AI-Powered Manipulation System for Advanced Robotic Service, Manufacturing and Prosthetics, un progetto partito a settembre 2022, che comprende le Università di Genova, Università di Bologna e Università di Napoli, nonché l’Agenzia spaziale tedesca (DLR) situata a Monaco.
Il progetto, finanziato con 6 milioni di Euro dalla Commissione europea nell’ambito del programma Horizon Europe, mira a produrre nuove protesi robotiche, a basso costo ma capaci di apprendere compiti di manipolazione, anche complessi, in modo interattivo grazie all’intelligenza artificiale.
Quali sono le attuali problematiche delle protesi di mano?
Le protesi per mano sono classificabili in attive o passive.
Le protesi passive non sono altro che dispositivi in silicone a scopo puramente estetico: possono essere considerate uno strumento terapeutico per l’aiuto al reinserimento sociale dell’amputato.
Le protesi attive tentano invece di ripristinare un certo grado di funzionalità della mano. Tra queste, le protesi bioniche e le mani robotiche sono composte da numerosi componenti e sfruttano tecnologie anche molto avanzate. Lo scopo è quello di ottenere prese il più possibile simili a quelle della mano umana. Sfortunatamente, le protesi bioniche sono ancora poco affidabili e molto costose.
Come risolvere le attuali problematiche delle protesi per mano?
Con il progetto INTELLIMAN verranno create protesi di mano intelligenti, ossia in grado di apprendere, durante il loro stesso utilizzo. Ad esempio, l’intelligenza artificiale permetterà alla protesi di comprendere come manipolare oggetti fragili o dotati di parti mobili (come forbici o occhiali) attraverso un apprendimento continuo, anche basato sulla ripetizione del task stesso dall’utilizzatore.
La nuova mano sarà in grado di sintetizzare diverse prese, ottimizzate per oggetti con differenti proprietà di forma, dimensione e superficie. Riguardo alla necessità di produrre sistemi affidabili ma anco a basso costo, le soluzioni progettuali saranno principalmente basate sulla produzione mediante stampa 3D.
La parola agli ideatori del progetto INTELLIMAN
Giovanni Berselli, professore ordinario dell’Università di Genova e coordinatore del Dottorato di ricerca in Ingegneria meccanica, energetica e gestionale, afferma: "Grazie all’utilizzo della stampa 3D ed alla possibilità di realizzare, a basso costo, strutture meccaniche di geometria anche molto complessa, il progetto ci aiuterà ad incrementare l’affidabilità delle mani robotiche riducendone, in parallelo, il prezzo. Questo lavoro ci aiuterà ad avvicinare tali tecnologie a gran parte della popolazione che oggi non può permettersi di acquistare una protesi bionica”.
Gianluca Palli, professore ordinario dell’Università di Bologna e coordinatore del corso di laurea in Ingegneria meccatronica, prosegue: “molti soggetti amputati non utilizzano protesi bioniche perché il loro controllo è innaturale e non intuitivo. Purtroppo, negli ultimi 30 anni, le tecnologie ed il funzionamento delle protesi commerciali non sono sostanzialmente cambiate. Ne consegue che molti amputati abbandonano la mano artificiale. Grazie a INTELLIMAN, aumenteremo drasticamente l'adattabilità della protesi alle reali esigenze dei pazienti, garantendo un incremento dell’accettabilità e quindi l'effettiva adozione di protesi attive”.
Claudio Melchiorri, professore ordinario dell’Università di Bologna e prorettore per i rapporti con le imprese, conclude: “Il progetto INTELLIMAN ci permetterà di esplorare soluzioni innovative che potranno essere trasferite ad altri interessanti ambiti, quali dispositivi di presa per la robotica industriale, con applicazioni nell’industria manifatturiera ma anche nell’agrifood”.
Per raggiungere questi ambiziosi obiettivi, le Università di Bologna, Genova e Napoli uniranno le loro competenze alle Università di Zurigo, Erlangen, Catalogna, nonché all’INAIL, che fornirà la guida clinica nello sviluppo delle nuove protesi.
