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AvanTIUn’interfaccia cervello-macchina consente a un uomo disabile di muovere delle braccia robotiche

24.08.22 - 08:00
Un uomo paralizzato ha usato il pensiero per controllare due braccia robotiche per tornare a mangiare da solo.
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Un’interfaccia cervello-macchina consente a un uomo disabile di muovere delle braccia robotiche
Un uomo paralizzato ha usato il pensiero per controllare due braccia robotiche per tornare a mangiare da solo.

I ricercatori del Laboratorio di Fisica applicata e della Scuola di Medicina della Johns Hopkins University del Maryland hanno progettato e sperimentato un’interfaccia cervello-macchina che consente a un uomo con una disabilità importante di nutrirsi senza dipendere da nessuno. Nello specifico, un uomo di 49 anni, che da 30 soffre di una lesione al midollo spinale che lo ha parzialmente paralizzato, è stato in grado di tornare a mangiare da solo grazie all’aiuto di un paio di braccia robotiche controllate con il pensiero.

L’impresa, descritta in uno studio pubblicato sulla rivista Frontiers in Neurorobotics, è stata conseguita dai ricercatori nell’ambito del programma Revolutionizing Prosthetics, originariamente promosso dalla Defense Advanced Research Projects Agency del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Lo studio si basa su più di 15 anni di ricerca nel campo delle scienze neurali, della robotica e dello sviluppo di software, che hanno consentito agli scienziati di progettare un sistema capace di rispondere ai segnali di movimento muscolare trasmessi attraverso un’interfaccia cervello-macchina (BMI).

Nella pratica, due braccia robotiche, una con una forchetta in mano e l’altra con un coltello, sistemate vicino al 49enne, al quale un incidente ha causato una lesione spinale che lo ha costretto a convivere con una mobilità limitata di spalle, braccia e gomiti, e a fare a meno delle dita, oramai quasi immobili, hanno permesso all’uomo seduto davanti a un tavolo di tagliare una fetta di torta delle dimensioni di un boccone e di portarla alla bocca in meno di 90 secondi. Il tutto grazie a un set di sensori impiantati negli emisferi del suo cervello capaci di rilevare gli input cerebrali (dei micro elettrodi) in modo da intervenire sul movimento in gran parte automatizzato delle braccia robotiche per tagliare il cibo e portarlo alla bocca.

«L’obiettivo generale era di consentire al robot di svolgere la maggior parte del compito, ma pure di consentire all’uomo di intervenire su alcuni movimenti per plasmarle in base al proprio volere. Nel caso dell’autoalimentazione, ad esempio, dato un piatto con diversi cibi, vogliamo che chi si avvale del sistema possa scegliere quale cibo mangiare e se necessario anche come tagliarlo», hanno spiegato i ricercatori. «Il robot deve essere in grado di capire quando l’utilizzatore è soddisfatto del risultato ottenuto intervenendo sui movimenti così da riprendere il controllo e passare alla fase successiva».

I risultati dell’esperimento fanno ben sperare. Il processo, infatti, è stato completato senza intoppi in 26 occasioni su 37, mentre nelle altre il braccio con la forchetta non ha centrato il dessert. «Questa dimostrazione del controllo di un sistema robotico bimanuale attraverso un’interfaccia cervello-macchina ha implicazioni importanti per il ripristino di movimenti complessi per coloro che convivono con deficit sensomotori», si legge nel report dei ricercatori.

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