Muscoli da mettere in campo
I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato un esomuscolo indossabile in tessuto, una sorta di strato muscolare aggiuntivo. L'obiettivo è quello di fornire alle persone con mobilità limitata più forza e resistenza nella parte superiore del corpo.
"Sono sempre più debole nelle braccia", dice Michael Hagmann, a cui nel 2016 è stata diagnosticata la miopatia di Bethlem, una rara malattia muscolare. Per compensare la mancanza di forza muscolare nelle braccia, Hagmann compie movimenti evasivi nella vita di tutti i giorni, che a loro volta portano a una postura goffa e alla tensione. Marie Georgarakis, ex dottoranda presso il Sensory-Motor Systems Lab dell'ETH di Zurigo, riconosce il problema. "Oggi esistono molti dispositivi terapeutici validi nelle cliniche. Ma spesso sono molto costosi e di grandi dimensioni. Tuttavia, ci sono meno ausili tecnici che supportano i pazienti direttamente nella loro vita quotidiana e che possono essere utilizzati anche per allenarsi a casa. Vogliamo colmare questa lacuna", afferma Georgarakis.
Tanta forza quanta ne serve
Da questa idea è nata la Myoshirt, un esomuscolo morbido e indossabile per la parte superiore del corpo. Si tratta di una sorta di gilet con polsini per la parte superiore delle braccia e di una piccola scatola che contiene tutta la tecnologia che non serve direttamente sul corpo. Ecco come funziona: un algoritmo intelligente utilizza i sensori nel tessuto per riconoscere il tipo di movimento che lo sponsor vuole eseguire e la forza necessaria per farlo. Un motore accorcia quindi un cavo che corre nel tessuto parallelamente ai muscoli - una sorta di tendine artificiale - e sostiene così il movimento. Il supporto è sempre in armonia con il movimento eseguito dall'utente e può essere personalizzato in base alle preferenze individuali. L'utente ha sempre il controllo del dispositivo e può decidere in qualsiasi momento di escluderlo.
Più resistenza grazie all'esomuscolo
I ricercatori hanno ora testato questo primo prototipo per la prima volta in uno studio con 12 soggetti - dieci persone sane, una persona con una debolezza muscolare (Michael Hagmann) e una persona con una lesione al midollo spinale. I risultati sono promettenti: tutti i partecipanti sono stati in grado di sollevare le braccia e/o gli oggetti molto più a lungo grazie all'esomuscolo. Il tempo di resistenza è aumentato di circa un terzo nei partecipanti sani, nel partecipante con debolezza muscolare è aumentato del 60% e il soggetto con lesione al midollo spinale è stato addirittura in grado di eseguire gli esercizi per un tempo tre volte superiore. I muscoli dei partecipanti erano meno sollecitati e la stragrande maggioranza dei partecipanti al test ha trovato il dispositivo intuitivo da usare.
Testare e migliorare con le persone colpite
Tuttavia, la strada per arrivare a un prodotto pronto per il mercato è ancora lunga: "Nel prossimo passo, vogliamo testare il nostro prototipo al di fuori del laboratorio, nell'ambiente naturale dei futuri sponsor":Vogliamo testare il nostro prototipo al di fuori del laboratorio nell'ambiente naturale dei futuri indossatori e utilizzare questi risultati per migliorare ulteriormente il dispositivo", afferma Michele Xiloyannis, che lavora anche presso il Sensory-Motors Systems Lab dell'ETH di Zurigo e sta facendo ricerca all'ETH di Zurigo. Affinché un giorno il dispositivo possa essere sponsorizzato in modo invisibile e confortevole sotto i vestiti, deve diventare ancora più piccolo e leggero: oggi la scatola di comando e controllo pesa ancora quattro chilogrammi. Per ottenere un prodotto ridotto al massimo, i ricercatori vogliono continuare a concentrarsi su una funzione fondamentale: sostenere la spalla quando si sollevano le braccia. Stanno inoltre lavorando a stretto contatto con l'ETH spin-off MyoSwiss AG, che produce e commercializza un esoscheletro morbido, un tipo di tuta robotica per sostenere le gambe. "Mi piace particolarmente il fatto che i ricercatori sviluppino le loro idee in modo iterativo insieme ai potenziali utenti", afferma Michael Hagmann, che ha già testato e aiutato a sviluppare diversi ausili tecnici presso l'ETH, dal prototipo al prodotto finito. Una cosa è chiara per lui: vuole rimanere attivo anche in futuro, ed è qui che il supporto tecnico si rivela utile.
Letteratura di riferimento
Georgarakis M, Xiloyannis M, Wolf P, Riener R. Un esomuscolo tessile che assiste la spalla durante i movimenti funzionali della vita quotidiana. Nature Machine Intelligence. 22.06.2022. Online: pagina esternahttps://rdcu.be/cQbm7