I modelli dei sensi artificiali (y)

 La mano bionica - Il senso del tatto

Da recenti studi è emerso che ogni anno in Ialia vi sono circa 3 mila casi di malformazioni congenite a amputazioni agli arti superiori, tant'è che il numero degli arti amputati superiori (mani) è di circa due milioni.

La mano non è però soltanto un organo utile per svolgere le varie funzioni della vita quotidiana, ma è anche ciò che secondo Darwin distingue l'uomo dagli altri primati. La sua complessità a livello recettivo ed esplorativo e la sua particolare architettura l'hanno resa un sistema di riferimento e di ispirazione per gli ingegneri, nella progettazione di componenti e dispositivi con grandi prestazioni. La mano umana è un esempio di come un sistema integrato, sia in grado di realizzare operazioni complesse ed un efficace strumento per acquisire informazioni dall'ambiente esterno.

Gli ingegneri robotici si interrogano oggi, se sia possiile che una mano robotica sia in grado di imitare ciò che avviene in natura. Si ha dunque da un lato la grande complessità della mano umana, difficilmente replicabile in contesti artificiali, e la ricerca robotica che punta a reallizare mani bioniche semplici e funzionali.

Mano robotica

Studio delle mani realizzato da Leonardo Da Vinci

I numeri dei Sensi Artificiali (m)

Il senso del tatto- La mano robotica

Per ciò che riguarda il senso del tatto, numerose tecnologie sono state oggi sviluppate e realizzate per suppluire alla mancanza di questo senso o all'amputazione dell'arto. Non soltanto il polpastrello bionico, ma anche la mano robotica mostra oggi interessanti sviluppi e l'università degli studi Tor Vergata di Roma del dipartimento di ingegneria robotica, fornisce dati numerici e specifiche tecniche ben precise per l'eventuale tentativo di realizzazione dell'arto.

La mano è stata realizzata con una base di dimensioni 80x80x10, che rappresenta il palmo della mano, mentre le 5 dita hanno invece le seguenti dimensioni:

Mignolo
-Prima falange: 30 mm
-Seconda falange: 20 mm
-Terza falange: 15 mm

Anulare
-Prima falange: 35 mm
-Seconda falange: 20 mm
-Terza falange: 15 mm
 
Medio
-Prima falange: 40 mm
-Seconda falange 30 mm
-Terza falange 15 mm
 
Indice
-Prima falange: 35 mm
-Seconda falange: 35 mm
-Terza falange: 23 mm

Pollice
-Prima falange: 5 mm
-Seconda falange: 30 mm
-Terza falange: 20 mm 


Ogni dito può fare 4 movimenti: tre rotazioni intorno all’asse y che rappresentano il piegarsi del dito verso il palmo della mano e una rotazione intorno all’asse x che rappresenta il movimento laterale, se possibile. Il pollice presenta una prerotazione di π/2.

Gli utilizzatori dei sensi artificiali (x)

Il polpastrello bionico- Il senso del tatto

 


 Dennis Aabo Sorensen







Olfatto artificiale- Il naso elettronico

Tra i sensi artificiali in via di sviluppo e perfezionamento occorre citare anche il naso elettronico; quest'ultimo trova applicazione in numerosi campi, esperimenti hanno infatti dimostrato come l'olfatto artificiale sia comparabile a quello naturale. Tra  i principali utilizzatori è possibile citare l'industia alimentare, quella automobilistica ma anhe quella farmaceutica e cosmetica;  si è iniziato ad usare il dispositivo anche nel campo della medicina per la rivelazione di specifiche infezioni batteriche, tantè che in futuro potrebbe essere impiegato anche per altri scopi, quali il rilevamento e la prevenzione di tumori. 

Interessante è anche il settore della telemedicina , per rendere possibile la trasmissione a distanza dell'odore. 

Il naso elettronico riveste un'importanza notevole per il rilevamento di perdite di gas, in questo caso i diretti interessati sono principalmente individui affetti da anosmia, ovvero incapacità parziale o totale di percepire gli odori che potrebbero per questo andare incontro ad incidenti domestici.

Le statistiche dei sensi artificiali (n)

Recentemente, nell'arco degli ultimi 50 anni, si è assistito ad un avanzamento particolarmente significativo nel campo della chimica organica per la realizzazione di protesi artificiali; Si ha oggi infatti la possibilità di sostituire fino al 60% del corpo umao.

Eyeborg-La vista artificiale

 

L'occhio bionico, consente a chi è affetto da una retinite pigmentosa di recuperare parzialmente la visione centrale. Nel 2012 uno studio pubblicato online ha dimostrato che il succeso dell'impianto di retina è del 54% (15 ciechi su 28 a cui era stata impiantata la protesi). Da un congresso tenutosi a Londra nel settembre 2014, è emerso che su 29 persone a cui era stata impiantata la protesi epiretinica, 6 avevano la percezione del moto, 15 erano in grado di apprezzare differenti tonalità di grigio, 5o persone erano in grado di individuare la posizione di una lancetta e 4 riuscivano a distinguere le lettere in uno sfondo contrastato (circa il 14%). 8 sono riuscite a distinguere qualche lineamento del viso, 10 caratteristiche esterne o interne di case ed edifici, 5 le luci dei veicoli, 4 fiori ed animali. 6 persone hanno considerato buona l'esperienza visiva, 7 hanno detto che erano inutili, 8 hanno localizzato fonti luminose ma non forme particolari.



Il polpastrello bionico-Il senso del tatto

Dennis Aabo Sorenses con il suo polpastrello bionico

Dennis Aabo Sorenses, il primo a sperimentare il polpastrello bionico, è riuscito a distinguere le superfici lisce da quelle ruvide nel 96% dei casi. «Con il dito artificiale ho sentito le sensazioni sulla punta del dito indice della mia mano fantasma». Lo stesso test è stato somministrato a pazienti non amputati, ai quali la stimolazione sensoriale era stata inviata agli stessi nervi del braccio. 

Questi ultimi avevano riconosciuto le cratteristiche delle superfici per il 77% dei casi.

Una tattilità bionica-Video

Priva della sua sensorialità la mano è come addormentata, ecco perchè dopo numerose sperimentazioni che riguardano altri sensi quali vista ed udito, gli scienziati si sono concentrati sul senso del tatto, raggiungendo anche in questo caso risultati significativi. 

Si sono voluti qui riportare i video di due invenzioni particolarmente interessanti oltre che importanti, quella del polpastrello bionoco e quella del braccio bionico.

Guarda il video per conoscere meglio il POLPASTRELLO BIONICO!

Si riporta anche il video del braccio bionico di Jess Sullivan che nel 2001 divenne il primo uomo bionico. La sua protesi permette non soltanto di controllare il braccio con la mente, ma anche di sentire con quanta forza afferra un oggetto e di avvertire il caldo ed il freddo.
   
Guarda il video del BRACCIO BIONICO di Jess Sullivan! 

Le funzioni sostituitive dei sensi artificiali (g)

IL SENSO DEL TATTO-
IL POLPASTRELLO BIONICO

Per ciò che riguarda il senso del tatto, la robotica ha oggi raggiunto importanti risultati grazie all'invenzione del polpastrello bionico.

L'immagine illustra il funzionamento del polpastrello bionico

Il polpastrello bionico coniuga la possibilità di sostituire un arto amputato e restituire a chi ne è privi nuove capacità sensoriali, tramite un sistema di neuroprotesi che inviano segnali nervosi al cervello. La funzione assunta da di questo arto bionico è quella dei recettori sensoriali loalizzati sulla pelle, per il riconoscimento di differenti tipi di superfici e di texture.