In un mondo costruito per persone normodotate, in cui molto spesso i portatori di disabilità sono trascurati, Adam’s hand prova a rispondere al grido di questi “invisibili” con l’ambizioso obiettivo di “trasformare le disabilità in nuove possibilità”. Si tratta di una protesi innovativa che si adatta in modo naturale all’utente, diventando una vera e propria estensione del corpo stesso.
L’azienda
BionIT Labs è una giovane azienda biomedica fondata da Giovanni Zappatore (ingegnere meccanico), Matteo Aventaggiato (ingegnere biomedico) e Federico Gaetani (ingegnere informatico) nel 2018. È situata nel sud Italia, precisamente in Puglia, in provincia di Lecce e si incastra in un panorama di un meridione sempre più privato di valide menti, che alla ricerca della realizzazione dei propri sogni sono costrette a spostarsi al nord o addirittura all’estero.
Quest’azienda propone un’inversione di tendenza, offrendo da un lato la possibilità di lavoro per chi vuole rimanere nella propria terra d’origine, senza rinunciare ai propri sogni e dall’altro un’opportunità di crescita sia per il sud, ma in generale anche per l’Italia, in un settore in forte espansione (Figura 1).
Le protesi mioelettriche di arto superiore
Le protesi mioelettriche sono delle protesi attive, ovvero protesi che sfruttano una fonte di energia per poter funzionare. Sono controllate dall’utente attraverso il segnale EMG (i.e., segnale elettromiografico), cioè il segnale elettrico generato dai muscoli. Questo segnale è prelevato da elettrodi posizionati di solito all’interno dell’invaso, a diretto contatto con i muscoli residui del moncone del soggetto. Il segnale prelevato subisce un’amplificazione ed elaborazione iniziale e poi viene inviato a una scheda elettronica che traduce il segnale elettrico in movimento meccanico della protesi. Il soggetto, contraendo i muscoli residui sul moncone, riesce a controllare la protesi.
Le protesi mioelettriche di arto superiore, in base all’elemento prensile, si distinguono in due categorie:
- tridigitali;
- poliarticolate.
Le tridigitali sono caratterizzate da un elemento prensile costituito da 3 dita. Sono più facili dal punto di vista dell’apprendimento e dell’utilizzo rispetto alle poliarticolate, ma avendo solo 3 dita sono meno simili alla mano umana rispetto alle altre. Le poliarticolate, al contrario, sono tecnologicamente più avanzate ed esteticamente più simili alla mano umana. Tuttavia il loro complesso utilizzo e il lungo tempo di apprendimento le rendono difficili da usare nella vita di tutti i giorni, facendo preferire agli utenti le tridigitali, che sebbene siano meno simili alla mano umana, sono più funzionali per effettuare i gesti più comuni. Le protesi poliarticolate richiedono lunghi tempi di apprendimento da parte del paziente e un maggiore affaticamento muscolare per riuscire ad eseguire i vari schemi di presa. Queste problematiche rendono non spontaneo e innaturale l’uso di tali protesi nella vita di tutti i giorni.
Lo stato dell’arte nell’ambito delle protesi mioelettriche di arto superiore vede un insieme di tentativi e l’utilizzo di diverse tecnologie per riuscire a rendere le protesi più leggere, economiche ed intuitive per l’utente, senza ridurre lo scopo primario per cui sono costruite, ovvero, restituire la funzionalità dell’arto superiore e in particolare della mano.
- Se ti interessa approfondire l’argomento, ne abbiamo parlato nei seguenti articoli:
Dalla robotica “soft” alle protesi mioelettriche: arriva la mano protesica gonfiabile
MYKI: l’innovativa mano robotica italiana sfrutta i campi magnetici
PRISMA Hand II: la mano robotica frutto dell’eccellenza biomedica italiana
Anche BionIT Labs raccoglie la sfida di riuscire a realizzare una protesi poliarticolata, facile da utilizzare, funzionale, che non richieda tempi di apprendimento eccessivamente lunghi e che possa adattarsi bene alle esigenze dell’utente, restituendo all’arto la funzionalità persa, con un controllo naturale e spontaneo.
Adam’s hand
Adam’s Hand (A Dialogic, Adaptive, Modular, Sensitive Hand) è una protesi di mano mioelettrica poliarticolata (Figura 2), pensata per soggetti che hanno subito amputazioni transradiali a causa di un evento traumatico o per via di una patologia congenita. Nasce dal progetto di tesi triennale di Giovanni Zappatore (uno dei fondatori) che si proponeva il coraggioso obiettivo di riprodurre artificialmente uno degli organi più complessi presenti in natura: la mano umana.
La protesi si compone di diverse parti:
- Un invaso, realizzato su misura sul moncone del paziente;
- Degli elettrodi per il prelievo del segnale EMG;
- Una batteria di alimentazione necessaria per il funzionamento di tutti i componenti;
- Un dispositivo terminale che corrisponde alla mano bionica che si articola all’invaso.
L’innovativa tecnologia adattiva
Ciò che differenzia Adam’s Hand dagli altri prodotti di questo genere presenti sul mercato è la sua tecnologia innovativa che consente un semplice e intuitivo apprendimento e utilizzo da parte dell’utente. Quest’ultimo per compiere i movimenti non dovrà eseguire particolari contrazioni per selezionare i vari schemi di presa preimpostati, ma basterà che decida di aprire o chiudere la mano contraendo i muscoli residui sul moncone di estensione e flessione delle dita. Ciò rende più semplice e intuitiva sia la fase di apprendimento, sia la fase di utilizzo della protesi. Inoltre migliora l’embodiment della protesi stessa, riducendone il rigetto.
La mano diventa una vera e propria estensione del corpo del soggetto.
La tecnologia alla base di Adam’s Hand sfrutta la sotto-attuazione: un solo motore permette di controllare l’apertura e la chiusura delle dita, dall’indice al mignolo. Ciò rende questa protesi più leggera rispetto alle altre protesi poliarticolate. Per queste sue proprietà la protesi ha dei costi più contenuti rispetto ai competitors presenti sul mercato. Tale tipo di tecnologia non limita l’utilizzo della mano, perché consente alle diverse dita di adattarsi automaticamente alla forma e alla dimensione degli oggetti impugnati.
Tramite un algoritmo di machine learning integrato nella protesi, l’utente può anche gestire in maniera diretta la velocità e la forza sia di chiusura che di apertura della mano, modulando la forza delle contrazioni muscolari necessarie a compiere un determinato movimento. È possibile, quindi prendere un oggetto fragile e delicato come un uovo senza romperlo (Figura 3) e prendere un oggetto pesante come un martello, con una presa salda, senza che questo cada.
Sempre nell’ottica di rendere il prodotto facile e intuitivo da utilizzare, il controllo della rotazione del pollice non è gestito dalla contrazione muscolare. I soggetti possono infatti preimpostare una posizione ruotando meccanicamente il pollice scegliendo, in base alla presa da eseguire, tre diverse posizioni (i.e., laterale, tridigitale, neutra). Questo sistema di controllo del pollice rende la presa più stabile ed efficace.
Conclusioni e prospettive future
La protesi è sul mercato a partire dal 2022 ed è riuscita a migliorare la vita delle persone che la utilizzano (Figura 4). Ha permesso di compiere normali azioni nella vita di tutti i giorni, per alcuni diventate impossibili, come per esempio cucinare (Figura 5) e coltivare passioni e sport. C’è infatti chi gioca a tennistavolo o partecipa a competizioni sportive internazionali.
Il progetto di Adam’s hand è in costante evoluzione ed è oggetto di periodiche modifiche e miglioramenti, che consentono di ottimizzare il prodotto. Ad oggi la semplicità di utilizzo e l’adattabilità della mano al soggetto – e non viceversa – fanno di Adam’s Hand un prodotto unico realizzato a partire dalle esigenze dell’utente.
Fonti e approfondimenti:
- BionIT Labs – Homepage
- Repubblica.it – La mano bionica Adam’s hand arriva sul mercato: 3,5 milioni alla startup salentina BionIt Labs
- YouTube TEDxLeverano – Tendi una mano agli invisibili | Giovanni Zappatore
- Front Cover – Credits: Press Kit BionIT Labs
