La protesi di arto superiore sviluppata da Prensilia, spin-off della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, si chiama MIA. La grande innovazione sta nel suo design, che ha l’obiettivo di mettere al centro il paziente e la sua unicità. A guidare l’intero progetto sono i principi di inclusione e valorizzazione della diversità, secondo cui occorre fornire al paziente un dispositivo che lo renda autonomo nelle attività di vita quotidiana.
Prensilia e le mani robotiche
Prensilia è una spin-off dell’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, fondata nel 2009 e con sede a Pontedera.
Con l’obiettivo di aumentare l’inclusività e migliorare la qualità della vita di persone affette da disabilità, quest’azienda si occupa principalmente di ricerca e sviluppo in ambito protesico e robotico. A partire dalla sua fondazione, il team multidisciplinare di Prensilia ha sviluppato diverse mani robotiche innovative quali MIA Hand (Figura 1), attualmente in commercio, e IH2 (Figura 2), protesi di ricerca.
La principale differenza tra le due mani, che salta subito all’occhio, è l’aspetto estetico. Mia è infatti gradevole ed ha l’aspetto di una mano a riposo, rilassata. Lo studio del design la porta ad essere una protesi accettata dai pazienti e quindi indossata.
MIA Hand
Mia hand è una protesi a controllo mioelettrico poliarticolata.
Una protesi poliarticolata, invece, è un dispositivo attuato da più motori, che consente di eseguire diverse configurazioni di presa. Una mano attuata da un unico motore, infatti, funziona semplicemente come una pinza che può aprirsi e chiudersi sull’oggetto. Alcuni esempi di mani poliarticolate sono Hannes dell’Inail, o Adam’s Hand, che oltre ad essere poliarticolata è anche completamente adattativa, ossia permette di adattare la presa sull’oggetto, senza romperlo o schiacciarlo. L’innovazione delle protesi poliarticolate, come appunto MIA Hand, è la versatilità in diversi contesti e la possibilità di variare la presa da effettuare a seconda dell’oggetto.
- Se ti interessa approfondire l’argomento “protesi articolate”, ne abbiamo parlato nel seguente articolo:
La prima mano bionica completamente adattiva è italiana
MIA Hand ha la possibilità di eseguire fino a cinque prese diverse, con le quali riesce a effettuare sette dei dieci gesti utilizzati nell’80% delle azioni di vita quotidiana.
Come mostrato in Figura 3, le prese eseguibili da MIA Hand sono rispettivamente:
- Presa cilindrica – ottima per l’afferraggio di oggetti di forma cilindrica come bottigliette d’acqua;
- Presa laterale – in cui il pollice va in opposizione al lato dell’indice, questa presa è usata tipicamente per impugnare le penne o le posate;
- Presa di precisione – vede in opposizione il pollice e l’indice, è utile per l’afferraggio di oggetti piccoli;
- Indice esteso – indispensabile per puntare o premere dei bottoni
- Indice flesso
Applicazioni
MIA Hand può avere tre distinte applicazioni:
- MIA Hand protesi: protesi d’arto superiore;
- MIA Hand industrial: gripper antropomorfo per automazione industriale;
- MIA hand ricerca: piattaforma di ricerca.
Quando utilizzata come protesi, MIA Hand può essere personalizzata (Figura 4). Tale personalizzazione ha l’obiettivo di non voler replicare esattamente una mano umana, e anzi, di essere visibilmente artificiale. I pazienti, infatti, hanno dimostrato di non apprezzare un sistema robotico funzionale quando questi vuole emulare eccessivamente la morfologia umana, in quanto, non riuscendo nell’intento, risulta essere percepito come inquietante. Dispositivi invece con sembianze volutamente artificiali risultano essere ad oggi più apprezzate, soprattutto nell’ottica di voler integrare e normalizzare l’amputazione.
Il messaggio che si vuole trasmettere è che la protesi non è qualcosa di brutto, ma di unico e piacevole all’occhio.
Le caratteristiche della protesi
MIA Hand si compone di diversi elementi assemblabili (guanto, dita, polpastrelli e cover) e personalizzabili nel colore e nelle dimensioni. Inoltre è una protesi forte e affidabile. La sua forza di presa arriva fino a 70N, valore ben più altro rispetto a quello raggiunto dalla maggior parte delle protesi sul mercato, e consente una presa sicura di oggetti di uso quotidiano. Ha un buon tempo di risposta al movimento (la chiusura della mano avviene in 280 ms) e risulta silenziosa, requisito fondamentale ma spesso assente in molti dispositivi sul mercato. Proprio la rumorosità delle protesi risulta essere una tra le maggiori cause di abbandono della protesi tra i pazienti.
La mano robotica è composta di tre motori, per consentire flesso-estensione delle dita e opposizione del pollice. Inoltre è dotata di sensori di forza, che permettono di capire quando un oggetto viene toccato ed avere informaizioni sulla stretta applicata. L’intero apparato di attuazione (i tre motori) e di elettronica (il sistema di controllo del segnale mioelettrico) è integrato all’interno del palmo e delle dita.
Le protesi tradizionali fino ad ora progettate prevedono la presenza di un invaso nel quale sono applicati i sensori elettromiografici. Gli sviluppi della ricerca stanno tendendo però ad un’integrazione della protesi con l’arto del soggetto per mezzo di un impianto permanente, chirurgicamente collegato ai muscoli e alle terminazioni nervose della parte restante dell’arto. Per rendere MIA Hand compatibile con un’integrazione di questo tipo, è stato necessario mettere in sicurezza le componenti meccaniche, i circuiti elettrici e le batterie. A questo fine, la copertura per dita, dorso e palmo della mano, dove sono alloggiati motori e circuiti, è in plastica rigida. I polpastrelli sono in morbido materiale siliconico, consentendo così una maggiore usabilità.
Design ed estetica
Il profilo della mano, così naturale, è stato disegnato in 3D con la piattaforma Creo, dell’azienda PTC. I ricercatori non sono partiti da forme geometriche note, ma da forme libere, che hanno modellato e adattato alle loro necessità.
E’ stato dato grande risalto al design del dispositivo. Inoltre, è possibile anche per l’utente personalizzare l’estetica del dispositivo a proprio piacimento (scegliendo tra svariati colori e fantasie), utilizzando il configuratore online, disponibile sul sito di Mia Hand (Video 1).
L’obiettivo è quello di ottenere una protesi che quanto più possibile si adatti ai gusti ed alla personalità dell’utente.
Conclusioni e sviluppi futuri
MIA Hand è un dispositivo attualmente in commercio ma sempre in via di miglioramento. L’azienda infatti si interfaccia quotidianamente con i pazienti e con diversi centri di ricerca, con l’obiettivo di individuare eventuali miglioramenti da apportare alla mano.
Nel caso la procedura di osteointegrazione – che prevede un impianto permanente dell’arto artificiale – dovesse entrare nella pratica clinica, la protesi sarebbe pronta per questo impiego.
- Se ti interessa approfondire l’argomento “protesi di arto superiore”, ne abbiamo parlato nei seguenti articoli:
MiniTouch: un innovativo dispositivo ripristina la percezione termica nelle protesi di arto superiore
PRISMA Hand II: la mano robotica frutto dell’eccellenza biomedica italiana
MYKI: l’innovativa mano robotica italiana sfrutta i campi magnetici
Dalla robotica “soft” alle protesi mioelettriche: arriva la mano protesica gonfiabile
Fonti ed approfondimenti
- Prensilia – MIA Hand Protesi (also copyright of the front cover)
- MIA Hand – Product website
- Sant’Anna News – Riconoscimenti internazionali: Mia Hand, la mano robotica sviluppata da Prensilia, spin-off della Scuola Superiore Sant’Anna, è tra i vincitori del Compasso d’Oro 2022, il premio del design industriale italiano
- PTC – Mia, l’innovativa mano robotica, risultato della collaborazione tra Prensilia, Elastico Disegno e PTC, si aggiudica il prestigioso premio Red Dot Design Award
