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Lo stivale robotico che aiuta le persone con problemi motori a camminare senza fatica

AvanTILo stivale robotico che aiuta le persone con problemi motori a camminare senza fatica

16.11.22 - 08:00
Un esoscheletro a forma di stivale usa l’AI per assistere le persone a camminare più velocemente e con meno energia.
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Lo stivale robotico che aiuta le persone con problemi motori a camminare senza fatica
Un esoscheletro a forma di stivale usa l’AI per assistere le persone a camminare più velocemente e con meno energia.

Un team di ricercatori e ingegneri dell’Università di Stanford, in California, ha sviluppato uno speciale stivale robotico che si indossa come una scarpa e lavora sui muscoli del polpaccio dando una spinta in più a ogni passo. Il dispositivo è stato ideato per aiutare le persone che hanno problemi motori a camminare più velocemente e senza fatica, e potrebbe supportare non solo chi ha subito traumi ma anche persone fragili come gli anziani. I risultati della ricerca sono stati descritti in un articolo pubblicato sulla rivista Nature.

A differenza degli esoscheletri tradizionali, che lavorano come un supporto meccanico estraneo al corpo, questi stivali sono dotati di un’intelligenza artificiale e, una volta montati su una persona, apprendono automaticamente il comportamento dei muscoli, imparando a personalizzare il movimento. La personalizzazione avviene grazie a un algoritmo di apprendimento automatico che il team ha addestrato utilizzando emulatori, ovvero macchine che hanno raccolto dati relativi al movimento e al dispendio energetico dei volontari che sono stati collegati a esse. I volontari hanno camminato a velocità diverse in scenari immaginari, come cercare di prendere un autobus o fare una passeggiata in un parco.

L’algoritmo ha tracciato delle connessioni tra questi scenari e il dispendio energetico delle persone, imparando in tempo reale come aiutare chi indossa gli stivali a camminare in un modo che sia effettivamente utile per loro. Quando una nuova persona li indossa, i sensori che sono collocati all’interno monitorano gli impulsi della gamba permettendo al dispositivo di capire le esigenze del suo ospite dopo appena un’ora di utilizzo. «I primissimi momenti con un esoscheletro possono essere un po’ complicati. Bastano 15 minuti, però, e tutto sembra naturale. Si ha letteralmente la sensazione di avere una marcia in più», ha affermato Ava Lakmazaheri, ricercatrice del Laboratorio di Biomeccatronica che ha testato gli stivali.

«Questo esoscheletro personalizza l’assistenza mentre le persone camminano normalmente nel mondo reale. E ha portato a miglioramenti eccezionali nella velocità di camminata e nel risparmio energetico», ha dichiarato in un comunicato Steve Collins, che dirige il Laboratorio.

«L’assistenza ottimizzata ha consentito alle persone di camminare il 9% più velocemente con il 17% in meno di energia consumata per distanza percorsa, rispetto alla camminata con scarpe normali. Questi sono i più grandi miglioramenti nella velocità e nell’energia della camminata economica di qualsiasi esoscheletro fino a oggi. Nei confronti diretti su un tapis roulant, il nostro esoscheletro fornisce circa il doppio della riduzione dello sforzo rispetto ai dispositivi precedenti».

Lo stivale robotico è il culmine di circa 20 anni di ricerca presso il Laboratorio e ora il team sta lavorando per commercializzare il progetto. L’esoscheletro potrebbe quindi rendere di nuovo accessibili alcune attività basilari della vita quotidiana come salire le scale, alzarsi da una sedia e mantenersi in equilibrio, riducendo la stanchezza e aumentando la velocità del movimento. «In futuro, idee come questa aiuteranno molte persone a superare le sfide della mobilità. Credo che nei prossimi 10 anni gli esoscheletri saranno un prodotto diffuso», ha concluso Collins.

COMMENTI
 
Mgbc 1 sett fa su tio
speriamo che tutte le persone che ne hanno bisogno possano facilmente accedere a questa tecnologia....
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