Il musicista amputato torna a suonare grazie a un’innovativa mano bionica

Sfruttando la tecnologia degli ultrasuoni, i ricercatori del Georgia institute of technology hanno realizzato una protesi che permette di controllare e muovere singolarmente le dita. Così il musicista Jason Barnes è tornato a suonare il piano

Finora è esistita solo sulla pellicola, ma è sempre più vicina a trasformarsi in realtà accessibile a tutti. Ci riferiamo alla mano bionica di Luke Skywalker che dall’universo fantascientifico di Guerre stellari si appresta a diventare uno strumento disponibile per tutte le persone che hanno perso il loro arto. Tutto ciò grazie al lavoro dei ricercatori del Georgia institute of technology di Atlanta (Stati uniti) che hanno sviluppato un’avanzatissima protesi dotata di un sensore ultrasonico che consente di controllare singolarmente ciascuna delle dita, permettendo una libertà di movimenti con un controllo totale dell’arto non possibili con i dispositivi attualmente disponibili in commercio. Per avere un’idea delle potenzialità della nuova protesi basti pensare che il primo a utilizzarla è stato un musicista che ha perso parte del suo braccio destro cinque anni fa e ora, per la prima volta dall’incidente, è perfettamente in grado di suonare il pianoforte.Ecco il video

I limiti dei dispositivi attuali

L’innovativa protesi è stata realizzata per Jason Barnes, un ragazzo di 28 anni che nel 2012 in un incidente sul lavoro è rimasto folgorato al braccio: una scossa elettrica talmente violenta che i medici sono stati costretti ad amputare il suo arto fino a sotto il gomito. Barnes quindi non ha più la mano e la maggior parte del suo avambraccio, ma ha i muscoli nel suo arto residuo con i quali controlla le dita della protesi. Da allora Jason ha utilizzato una normale protesi, attivata da sensori attaccati ai suoi muscoli che rilevano i segnali elettromiografici (Emg) che gli consentono di muovere il braccio in diverse modalità premendo determinati pulsanti. Ogni modalità ha due mosse programmate, controllate da Barnes flettendo o contraendo i muscoli dell’avambraccio: ad esempio, flettendoli può mettere indice e pollice a uncino, contraendoli può chiudere le dita a pugno.

«I sensori Emg non sono però molto precisi – ha spiegato Gil Weinberg, direttore del Centro per la tecnologia musicale del Georgia Tech -. Possono rilevare un movimento muscolare, ma il segnale è troppo rumoroso per dedurre quale dito la persona voglia muovere. Abbiamo provato a migliorare il rilevamento dei pattern da Emg per Jason, ma non siamo riusciti a ottenere il controllo per ogni singolo dito».

Il segreto è nella tecnologia a ultrasuoni

Da qui la necessità di trovare qualcosa di nuovo, fino all’idea di sfruttare la tecnologia degli ultrasuoni, la stessa utilizzata per una normale ecografia di un feto nell’utero materno.

mano bionica 1
Credit foto: Georgia Tech

I ricercatori hanno quindi applicato una sonda ecografica al braccio del ragazzo e, sfruttando la grande precisione con la quale questa riesce a discriminare l’attività dei muscoli, hanno sviluppato degli algoritmi che traducono ogni loro singolo movimento in quelli delle dita della protesi. L’aggiunta dell’apprendimento automatico ha consentito poi di fare avanzare ulteriormente il progetto, permettendo di rilevare i movimenti continui e simultanei di ogni dito e la forza che intende utilizzare.

«Un risultato strabiliante – ha commentato Jason Barnes -. Questo nuovo braccio mi consente di eseguire qualsiasi presa che voglio, senza cambiare modalità o premere un pulsante». In effetti, realizzare una protesi che permette di effettuare un’operazione complessa come suonare una tastiera significa aver raggiunto un traguardo eccezionale: una soluzione molto versatile e di grade utilità nelle comuni attività quotidiane. La speranza dei ricercatori è di riuscire a svilupparla ancora, per donare a tutte le persone che hanno perso l’arto una vera e propria mano sostitutiva.

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