Come fa una mano bionica a “sentire”

Per la prima volta una mano bionica in grado di percepire stimoli tattili è stata sperimentata nel mondo reale, fuori da un laboratorio. La protesi è stata sviluppata da un gruppo di ricercatori italiani, tedeschi e svizzeri, con il coordinamento degli esperti di biorobotica della Scuola Universitaria Sant’Anna di Pisa. La mano bionica fa percepire a chi la indossa sensazioni simili a una mano vera, seppure con qualche limitazione, e può essere utilizzata per diverse ore grazie a uno zainetto contenente le batterie e il computer per gestirla. La protesi è un’evoluzione della mano bionica realizzata circa tre anni fa dallo stesso gruppo di lavoro, ma all’epoca il sistema per elaborarne i dati era troppo grande e ingombrante per poter essere portato fuori dai laboratori.

L’arto artificiale ha una forma simile a quella di una mano vera, con le dita che si possono piegare su loro stesse e interagire tra loro per compiere movimenti. Sui polpastrelli artificiali sono stati collocati sensori che percepiscono la consistenza degli oggetti. Queste informazioni vengono poi inviate a un computer, che le traduce in segnali elettrici comprensibili dal nostro sistema nervoso. Una serie di elettrodi, impiantati nel braccio di chi la indossa, consente di mettere in comunicazione il computer con i nervi e di conseguenza con il cervello. Per muovere la mano, il sistema registra i movimenti dei muscoli del braccio e li traduce poi in impulsi elettrici per far chiudere o aprire le varie dita, anche in maniera indipendente, a seconda dei casi.

La mano bionica che percepisce il contatto con gli oggetti è stata sperimentata per circa sei mesi su Almerina Mascarello, originaria del Veneto e che aveva perso la mano sinistra in un incidente. L’impianto degli elettrodi e degli altri sistemi è stato realizzato con un intervento presso il Policlinico Gemelli di Roma, da un gruppo di neurochirurgia guidato da Paolo Maria Rossini. Parte della miniaturizzazione dell’elettronica è stata invece svolta presso l’Università di Cagliari.

Mascarello ha partecipato a numerosi esperimenti che hanno permesso di tarare meglio il dispositivo e di migliorarne il funzionamento. In un test, per esempio, la donna è stata bendata e le è stato poi chiesto di indicare se gli oggetti tenuti con la mano bionica fossero duri o soffici. Ha spiegato che dopo un po’ la sensazione è molto naturale e che la protesi può essere usata “per fare le cose che erano diventate difficili, come vestirsi o calzare le scarpe”.

Nell’autunno del 2016 Mascarello ha potuto portare in giro la mano per Roma, utilizzando uno zainetto nel quale erano raccolte batterie e computer per farla funzionare. Al termine dei sei mesi l’impianto è stato rimosso perché è ancora un prototipo.

Il centro di biorobotica della Scuola Sant’Anna è uno dei centri di eccellenza nello sviluppo di tecnologie di questo tipo. Tra i suoi principali coordinatori c’è Silvestro Micera, che lavora anche presso il Politecnico di Losanna, in Svizzera. Micera dice che il prossimo passo sarà miniaturizzare il computer che gestisce la mano e migliorarne i consumi, in modo da rendere la protesi autonoma senza la necessità di doversi portare dietro uno zaino. Anche se non ci siamo ancora, Micera immagina un futuro non troppo lontano in cui ci saranno mano bioniche simile “a quella di Luke Skywalker nei nuovi Star Wars”.