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Seminario Biorobotica: frontiera scientifica e tecnologica per la salute dell’uomo

Parlando di robotica si apre un interrogativo cruciale per il futuro dell’umanità: quali sono gli strumenti più efficaci per la progettazione di vita, salute e lavoro del futuro?
In uno scenario in cui il progresso tecnologico accoglie nuove soluzioni strategiche per problemi di uso comune, le applicazioni della robotica in medicina sono un esempio virtuoso di come la scienza può cambiare in meglio la vita delle persone, combattendo le disabilità attraverso l’impiego di dispositivi indossabili che consentono di recuperare la funzionalità di arti e organi danneggiati da un incidente o una malattia.

Il Seminario si svolgerà sulla piattaforma Microsoft Teams in due giornate.
3 Maggio ore 15:00
10 Maggio ore 15:00

Il Seminario è aperto a tutti gli studenti di Ingegneria.
E’ stata richiesta la convalida di 1 CFU per gli studenti di Triennale e Magistrale dei corsi di Ingegneria Biomedica e per il corso di studi di Cibernetica Cibernetica.

I partecipanti avranno la possibilità di inviare il proprio Curriculum all’Azienda Progettiamo Autonomia Robotica

Per partecipare clicca qui: Form d’iscrizione

RELATORI

ING. STEFANO PALAGI

Dispositivi robotici di dimensioni microscopiche, conosciuti anche come microrobot, potrebbero un giorno permettere rivoluzionarie procedure mediche non invasive. Malgrado queste promesse, però, attualmente i microrobot hanno funzionalità intrinseche molto limitate e sono ancora lontani dal rendere questa rivoluzione realtà. Realizzare microrobot, infatti, rappresenta un’enorme sfida scientifica e tecnologica, in quanto non si possono semplicemente miniaturizzare tecnologie sviluppate per robot di dimensioni maggiori, ma si devono sviluppare soluzioni completamente nuove.

In questo seminario verranno presentate le maggiori sfide nella realizzazione dei microrobot.

I principali approcci con cui esse vengono affrontate dalla comunità scientifica verranno introdotti, con particolare enfasi sul concetto di bioispirazione e il ruolo che essa ha nell’ambito della microrobotica. Verranno quindi presentate le diverse soluzioni in fase di sviluppo per il design, l’attuazione, la percezione e il controllo di questi dispositivi robotici microscopici. Infine, verranno discussi le potenzialità e i limiti attuali dei microrobot rispetto alla loro possibile applicazione in medicina minimamente invasiva.

ING. TOMMASO LENZI

Bionic technologies present a unique opportunity to address the unmet needs of millions of individuals with physical disabilities. Critical to this goal is the development of mechatronic technologies and control systems that intuitively interact with the human, ultimately leading to a symbiotic human-machine interaction. In this talk, I describe research activities underway to advance the science of bionics. I present novel designs empowering lightweight, compact, and high-performance robotic leg prostheses and exoskeletons. I introduce adaptive, volitional control strategies enabling bionic legs to assist users with gait and functional mobility. Further, I review preclinical trials with individuals with lower-limb impairments. Finally, I discuss critical areas of future research that must be advanced to move bionic legs from the lab to the real world.

DOTT.SSA FEDERICA EBAU

Durante l’intervento sarà possibile entrare a conoscenza di vari sistemi applicativi nel sistema sanitario, di seguito elencati

Rewalk, un esoscheletro robotico motorizzato, indossabile, che permette a persone con lesioni midollari di esercitare la stazione eretta, la deambulazione, percorrere scale in salita e in discesa e affrontare rampe. L’unica al mondo approvata dalla FDA per un utilizzo privato.

Myopro, un’ortesi mioelettrica in grado di ripristinare la funzionalità nell’arto superiore debole negli individui con esiti di lesioni di origine centrale o periferica. Sfrutta i segnali elettromagnetici, permettendo il movimento del braccio

Neo Mano, un guanto robotico indossabile che permette il ripristino della funzionalità della mano nei casi di deficit di forza permettendo una presa funzionale. Può essere utilizzato durante le attività di vita quotidiana, caratteristiche

Rapael Smart Glove, Rapael Smart Kid e Rapael Smart Board, ossia un sistema di biofeedback costituito da un guanto in silicone che pesa solo 132 grammi che viene indossato e collegato tramite bluetooth ad un software. SG Può essere connesso ad uno schermo e ad un tablet in modo da trasportarlo facilmente e portarlo con sé ovunque, progettato per indurre neuroplasticità.

Walkaide, dispositivo medico che sfrutta la stimolazione elettrica funzionale (FES) al fine di migliorare le capacità deambulatorie delle persone che soffrono di piede cadente (foot drop) conseguente a patologie neuromotorie del sistema nervoso centrale, quali stroke, sclerosi multipla, lesioni midollari incomplete e paralisi cerebrale infantile. WalkAide è un dispositivo medico di classe II approvato dall’FDA e iscritto al Ministero della Salute.

ING. MATTEO LAFFRANCHI

Questo intervento inizierà con una introduzione sullo stato dell’arte della robotica medicale, con focus principale su protesi robotiche. Verranno dunque introdotte le principali questioni attualmente non risolte dai dispositivi attualmente disponibili, e si discuteranno approcci centrati sul paziente e metodi orientati al disegno industriale attualmente utilizzati nel laboratorio Rehab Technologies dell’Istituto Italiano di Tecnologia per risolvere queste problematiche. Di seguito, verranno introdotti i dispositivi protesici attualmente sviluppati nel laboratorio: Hannes, e Pro-Leg. Si parlerà anche di Twin e Float, rispettivamente esoscheletri di arto inferiore e superiore sviluppati in Rehab Technologies, come esempi applicativi degli stessi approcci di progettazione. Ciascuno di questi dispositivi ha una peculiarità specifica: Hannes utilizza un solo motore per portare movimento a tutte le articolazioni ed ha una presa estremamente naturale ed efficace, Pro-Leg è molto silenziosa e dà supporto attivo per tutte quelle attività che richiedono forza, come salire le scale o alzarsi dalla sedia, Twin è completamente smontabile per facilitare l’utilizzo e il trasporto, Float ha un sistema di sgravio del peso che permette alla macchina di essere indossata dal paziente senza che ne percepisca il peso.

Durante la conferenza verrà data particolare enfasi a come progettare per aumentare il livello di accettabilità (user acceptance) di questa classe di dispositivi e per mantenere i costi contenuti e quindi più accessibili dall’utente.

DOTT. FRANCESCO CHIAMPO & Collaboratori

Ogni giorno sentiamo notizie di scoperte scientifiche che ci permetteranno, nel futuro, di avere uno stile di vita sempre più confortevole ed assistito.

Cosa succede se queste tecnologie sono applicate a chi ha subito un trauma al midollo spinale o ha avuto una ischemia cerebrale?

Sono state queste le domande che hanno ispirato il Prof. Sankai a sviluppare HAL. Hybrid Assistive Limb, il primo ed unico esoscheletro attivo al mondo.

Proprio grazie alle nozioni imparate prima ed insegnate dopo, il Prof. Sankai ha fondato una Spin-off con la collaborazione dell’università di Tsukuba (Giappone), la attuale Cyberdyne, azienda leader mondiale nella progettazione e costruzione di esoscheletri.

La domanda che si è posto il Prof. Sankai è stata: come posso aiutare le persone malate grazie alle mie conoscenze?

Ad oggi HAL è l’esoscheletro più avanzato al mondo ed è l’unico di tipo attivo. Cosa significa un esoscheletro attivo? Significa che si muove secondo le intenzioni di chi lo veste. Questo permette di ricostruire un circuito neuro-funzionale grazie al quale si possono recuperare alcune funzioni anche dopo lesioni midollari.

Ampia la letteratura scientifica che possiamo trovare riguardo l’impiego degli esoscheletri HAL in riabilitazione. Ultimamente, alcuni prodotti di Cyberdyne vengono anche impiegati come strumenti di prevenzioni in lavoratori delle categorie dell’edilizia, dell’infermieristica e della logistica.