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Quando la fantascienza incontra la realtà: l’esoscheletro HAL dà speranza ai pazienti

Deb Miller Landau iQ Managing Editor

Il primo robot cyborg del mondo, il robot indossabile HAL (Hybrid Assistive Limb) aiuta le persone con mobilità limitata ad acquisire maggiore fiducia nei confronti del loro corpo e della loro mente.

Kunihiko Miyahara amava il surf. Sua moglie, Kaori, indica le foto del marito che cavalca le onde mentre le sue dita vagano su un album pieno di immagini della storia della coppia.

I Miyahara si sono incontrati quando facevano gli attori. Interpretavano una coppia sulla scena e, sebbene Kunihiko ammetta di essersi innamorato di Kaori per primo, sono felicemente sposati da 20 anni. Insieme hanno vissuto nella buona e nella cattiva sorte.

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Ma il momento peggiore è stato quando Kunihiko è stato investito da una moto mentre andava in bicicletta a Tokyo. In un istante, il sogno di surfare le onde di Kunihiko si è infranto insieme alla sua spina dorsale.

“Il medico mi disse che non avrei più camminato”, ha raccontato Kunihiko.

I nuovi progressi tecnologici nella robotica, però, stanno offrendo alle persone la possibilità di superare alcuni limiti fisici.

Il robot indossabile HAL

“A nove anni lessi il libro Io, Robot”, ha raccontato il dottor Yoshiyuki Sankai, professore, specialista di robot e fondatore dell’azienda produttrice di robot CYBERDYNE. L’opera di fantascienza di Isaac Asimov, che delineava le Tre Leggi della Robotica, ha ispirato Sankai nella sua infanzia; la prima legge, proteggere gli esseri umani, ha improntato il suo lavoro di sviluppo dell’esoscheletro Hybrid Assistive Limb (HAL).

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Il robot indossabile HAL è un robot di tipo cyborg, ovvero la fusione di un essere umano, di un robot e di sistemi informativi. Assomiglia un po’ alle piccole gambe di uno Stormtrooper e rileva i segnali dal sistema nervoso di chi lo indossa, a cui viene richiesto di “ri-allenare” la mente a comunicare con il corpo.

Sankai ha affermato che HAL è in grado di migliorare la funzionalità fisica danneggiata.

HAL segue una serie di passaggi: il cervello trasmette i segnali nervosi ai muscoli che vuole muovere; la pelle propaga gli impulsi come segnali bioelettrici che vengono raccolti da HAL, e HAL elabora di conseguenza il movimento richiesto e il livello di applicazione di potenza. Dato che il movimento si svolge in tempo reale, il cervello può ricevere segnali nervosi sensoriali dai muscoli e dalle articolazioni, e ciò consente a chi lo indossa di migliorare la funzionalità danneggiata.

“Dopo la terapia con il robot indossabile sono in grado di stare in piedi. Posso camminare. Posso usare le braccia”, ha affermato Kunihiko. “Il mio corpo sta cambiando”. Kaori ha raccontato che fino a un anno fa suo marito non poteva fare nulla. Oggi è un uomo diverso.

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Secondo il dottor Sankai, questo è uno dei risultati che rendono il robot indossabile così speciale.

“Con l’utilizzo di HAL, la mentalità e le emozioni delle persone cambiano”, ha affermato. “Motiva le persone ad avere speranza”.

La tecnologia

HAL è progettato per potenziare le capacità umane, ha affermato Paul Tapp, Director of Technology di Intel. E per farlo sono necessarie potenti capacità di elaborazione.

“All’interno dell’esoscheletro del robot HAL c’è un processore Intel® Atom™ integrato”, ha affermato. “E questa è la vera unità di elaborazione centrale per tutti i diversi sensori e microcontroller che recepiscono i segnali dei nervi dal corpo umano, li interpretano e ritrasmettono i dati”.

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I sensori di movimento dell’esoscheletro monitorano la mobilità del paziente in tre dimensioni, consentendo così di trasmettere le informazioni su come il corpo di chi lo indossa può o non può muoversi. Tapp ha affermato che i dati vengono elaborati tramite una serie di algoritmi complessi che consentono ai medici di determinare esattamente il genere di terapia ottimizzata richiesto.

Tapp ha affermato che la tecnologia dei robot è il tema futuristico usato nei vecchi film.

“Se guardate al futuro di una realtà umana aumentata, dovete solo rivolgervi alla fantascienza degli ultimi 30 anni”, ha affermato. “Il genere di capacità che ispira ancora oggi a bambini, adolescenti e persino adulti rappresenta davvero l’inizio di tutto”.

Per Kunihiko Miyahara, HAL è stato fondamentale per credere di nuovo nel suo corpo. “Un giorno”, ha detto, “voglio andare sull’oceano e cavalcare ancora le onde”.

 

Karli Petrovic ha collaborato a questo articolo.

 

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