La corsa tecnologica per costruire il primo arto protesico robotico completamente funzionale e controllato dai nervi è in corso tra un paio di diversi istituti di ricerca, tra cui un gruppo di ricercatori provenienti da tutta l'area di Melbourne, in Australia, e progetti diretti al DARPA, il Defense Advanced Research Agenzia di progetti.

La DARPA è un po' indietro rispetto al gruppo di Melbourne, concentrandosi sull'utilizzo dei bracciali Myo Gesture come metodo per interpretare i segnali cerebrali e tradurli in gesti e movimento dall'arto protesico. Secondo ExecutiveGov, il progetto DARPA fa affidamento sugli impianti chirurgici per ottenere una dipendenza biomeccanica tra l'utente e l'arto robotico, consentendo addirittura agli utenti di controllare a distanza l'arto anche quando non è direttamente collegato a chi lo indossa.

L'obiettivo della DARPA è in definitiva quello di utilizzare stimolazione mioelettrica attraverso l’osteointegrazione che permette al cervello di inviare segnali alle fasce Myo Gesture e dalle fasce all'arto robotico. È anche possibile che l'arto invii feedback e dati attraverso gli elastici e dagli elastici a chi lo indossa, in modo che abbia il senso del tatto. In precedenza, per realizzare questo processo era necessaria un'ingombrante configurazione computerizzata, ma tutto è stato semplificato fino a includere fasce gestuali indossabili e una base protesica impiantata chirurgicamente per l'arto.

Il gruppo di Melbourne, composto da sei diversi ricercatori provenienti da vari istituti, vuole fare un ulteriore passo avanti. Stanno lavorando con cellule staminali stampate in 3D per ricostruire completamente gli arti umani attraverso sostanze organiche artificiali. Se pensi che sia quello che pensi che sia, allora è esattamente quello.

Le ossa, il tessuto muscolare e gli arti stampati in 3D sono le cosiddette “protesi morbide”. Si tratta essenzialmente di elementi bionici organici in grado di interagire elettronicamente con computer, software e firmware. Un confronto decente sarebbero le sostituzioni protesiche realistiche che hanno utilizzato Star Wars quando hanno perso gli arti per un motivo o per l'altro.

Secondo il professor Peter Choong, chirurgo del St. Vincent Hostpial – uno dei tanti ricercatori che lavorano al progetto di Melbourne – si vuole andare semplicemente oltre l’invio di segnali agli arti bionici, vogliono che il feedback sia una strada a doppio senso in modo che chi lo indossa possa sentire gli impulsi. , presa e sensazioni dagli arti. Come spiegato nel Herald Sun articolo, Choong paragona il processo a un gioco di telefono...

“Poiché queste vie di pensiero sono già lì sotto forma di nervi, è come una linea telefonica e dobbiamo solo collegarla al macchinario e programmarla per rispondere al segnale.

 

“Quindi i sensori nelle dita percepiranno che le hai chiuse e invieranno segnali sulla linea telefonica, così lo sentirai. Questo è il sogno che vogliamo.

 

“Con il tipo di potenza di fuoco che abbiamo attorno al tavolo, questo è qualcosa che chiaramente possiamo fare”,

Sono quasi arrivati ​​al loro obiettivo. Vogliono aggirare l'attuale processo più ingombrante che prevede metodi come i bracciali Myo Gesture, in cui chi li indossa deve pensare all'azione che vuole inviare, inviare quel segnale al bracciale e dal bracciale va all'arto. L’attuale processo protesico robotico è etichettato come mentalmente faticoso e cognitivamente estenuante, poiché chi lo indossa deve pensare a inviare segnali specifici all’arto per farlo reagire.

Sono stati fatti alcuni passi avanti con procedure biomimetiche, che ha permesso ai ricercatori di capire come far sì che gli arti robotici simulassero la funzionalità umana con risposte 1:1, ma era un processo progettato principalmente per comprendere i processi nervosi invece di applicarlo effettivamente a chi non aveva arti.

Il gruppo di Melbourne vuole far avanzare l'intero processo bionico in modo che sia fluido e fluido come un essere umano standard che muove e flette gli arti. Secondo il professor Rob Kapsa, si sta già passando alla fase di sperimentazione sugli animali, dove vogliono essere in grado di affrontare il passo successivo, ovvero far sì che il feedback tattile invii istantaneamente segnali a chi indossa la protesi in modo che sappia quando vieni toccato o tocchi qualcosa. Kapsa ha detto all'Herald Sun...

“Se avessi un arto in titanio e toccassi qualcosa senza sentirlo, metteresti la mano sul tavolo. Ma se potessi restituire il segnale, sarebbe come sentirlo con un dito, entro limiti ragionevoli”,

 

“Il passo successivo è mettere quel sistema negli animali e provare quel sistema per attirare il nervo, in modo che cresca verso la struttura. Poi, quando arriverà lì, sarà davvero efficace nel creare queste giunzioni neuromuscolari”

Una delle cose più impressionanti emerse dalla ricerca di Melbourne è che credono che i segnali nervosi siano universali quando si tratta di muovere gli arti negli esseri umani in modo 1:1. Una volta riusciti a realizzare la svolta con il processo bidirezionale di movimento degli arti e ottenere feedback sulla sensazione del tatto, è solo questione di trovare un modo per produrre in serie la tecnologia per consentire a chi ha gli arti mancanti di ottenere la propria protesi, o addirittura aiutare coloro che soffrono di condizioni fisicamente debilitanti come un ictus o la sclerosi multipla potrebbero potenzialmente trovare un rimedio sotto forma di un sostituto bionico.

L’unica cosa che la protesi DARPA ha sul gruppo di Melbourne è che può sollevare fino a 45 libbre, mentre la protesi morbida stampata in 3D poteva gestire solo circa 13 libbre. Naturalmente, con ulteriori progressi nella tecnologia, il limite di peso probabilmente aumenterà.

Può essere Di Deus Ex dopo tutto, la stima che gli aumenti diventeranno la norma entro il 2025 non è poi così lontana.

(Immagine cortesia principale di Ociacia)