“Studio sul controllo del braccio robotico tramite il respiro: un’analisi del cervello”

La respirazione controlla un braccio robotico indossabile, secondo uno studio

Uno studio pubblicato sulla rivista internazionale ‘Science Robotics’ ha dimostrato come la respirazione possa essere utilizzata per controllare un braccio robotico indossabile in individui sani, senza ostacolare il controllo di altre parti del corpo. La ricerca, coordinata da Silvestro Micera, professore di Bioelettronica e Ingegneria neurale presso l’Epfl di Losanna e la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, ha dimostrato come il movimento del diaframma possa essere monitorato per controllare con successo un braccio aggiuntivo, aumentando essenzialmente le capacità di un individuo sano con un terzo braccio robotico.

Il progetto Third-Arm: un braccio robotico indossabile per l’assistenza quotidiana

Lo studio fa parte del progetto Third-Arm, finanziato dal Fondo nazionale svizzero per la scienza (Nccr Robotics), che mira a fornire un braccio robotico indossabile per l’assistenza quotidiana, in particolar modo in ambito lavorativo. Secondo Micera, l’esplorazione dei limiti cognitivi del controllo del terzo braccio può favorire una migliore comprensione del cervello umano. “La motivazione principale di questo studio è la comprensione del sistema nervoso – spiega Silvestro Micera – Se si sfida il cervello a fare qualcosa di completamente nuovo, si può imparare a capire se il cervello è in grado di farlo. Possiamo quindi trasferire queste conoscenze per sviluppare, ad esempio, dispositivi di assistenza per persone con disabilità, o protocolli di riabilitazione dopo un ictus”.

Il controllo intuitivo del terzo braccio tramite il movimento del diaframma

Per testare la capacità di un utente sano di controllare un braccio virtuale con il movimento del diaframma, i ricercatori hanno costruito un ambiente virtuale. Hanno scoperto che il controllo del diaframma non interferisce con azioni come il controllo delle braccia, il linguaggio o lo sguardo. L’utente è dotato di una cintura che misura il movimento del diaframma e, indossando una cuffia per la realtà virtuale, vede tre braccia: il braccio e la mano destra, il braccio e la mano sinistra e un terzo braccio tra i due con una mano simmetrica a sei dita. “Il controllo del diaframma del terzo braccio è in realtà molto intuitivo e chi ha partecipato alla sperimentazione ha imparato a controllare l’arto aggiuntivo molto rapidamente. Inoltre, la nostra strategia di controllo è intrinsecamente indipendente dagli arti biologici e non influisce sulla capacità dell’utente di controllare il proprio corpo”, spiega Giulia Dominijanni, dottoranda presso il Neuro-X Institute dell’Epfl e prima autrice dello studio.

Il prossimo passo della ricerca sarà quello di esplorare l’uso di dispositivi robotici più complessi, utilizzando diverse strategie di controllo, per eseguire compiti reali, sia all’interno che all’esterno del laboratorio.