Cyberlegs, tornare a camminare con gambe bioniche

Far tornare le persone con gli arti inferiori amputati a camminare in autonomia e in modo naturale grazie ad un sistema cognitivo artificiale è l’obiettivo del progetto europeo triennale chiamato Cyberlegs (acronimo di "The CYBERnetic LowEr-Limb CoGnitive Ortho-prosthesis"), finanziato dalla Commissione Europea con 2.5 milioni di euro suddivisi tra 5 istituzioni riunite in consorzio, nell’ambito del "Settimo Programma Quadro", con il coordinamento dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.

Il progetto sviluppa il know-how su come un essere umano può interfacciarsi con un dispositivo robotico semi-autonomo che sostiene l’amputato e gli fa’ fare attività fisica (per esempio camminare, salire le scale), comprese le azioni transitorie (ad esempio la partenza, lo stop, cambiare direzione, ecc …), in un ambiente non strutturato di vita reale.

Lanciato nel 2012 dal bioingegnere Maria Chiara Carrozza, il progetto "Cyberlegs" e’ oggi concluso, e gli studiosi hanno già i primi risultati che sono positivi: delle "gambe bioniche" sono in grado di restituire la possibilita’ di camminare con uno sforzo fisico contenuto le persone che hanno subito l’amputazione degli arti inferiori, al di sopra del ginocchio.

Le malattie del sistema vascolare periferico sono la principale causa di amputazione agli arti inferiori e, nel complesso, circa 8 su 10 amputazioni hanno questo tipo di causa. Fra tutte le possibili amputazioni, quelle transfemorali, ossia quelle al di sopra del ginocchio, risultano particolarmente invalidanti perchè il paziente deve sostenere uno sforzo fisico e cognitivo piu’ intenso e anche il semplice ‘camminare’, nel caso in cui venga amputato anche un solo arto, risulta meno stabile.

Progetto Cyberlegs

Solo in Europa, la stima degli amputati transfemorali è in circa 30 mila persone ogni anno. In questo contesto si e’ attivato il progetto Cyberlegs, con lo scopo di testare in via preliminare nuove tecnologie robotiche indossabili per aiutare gli amputati transfemorali a recuperare un cammino piu’ naturale ed efficiente.

Il progetto "Cyberlegs" comprende sia una nuova protesi robotica sia un innovativo tutore robotico.

Il tutore "Active Pelvis Orthosis" serve ad agevolare il movimento. Cyberlegs ha messo a punto questo sofisticato tutore robotizzato ch è in grado di assistere il movimento al fine di permette la flessione e l’estensione dell’anca durante il cammino. Il tutore, contenuto in una sorta di zainetto, e’ stato progettato per adattarsi alla schiena senza alterarne la postura dell’utente, al fine di permettere un movimento sempre allineato con l’asse che garantisce l’estensione e la flessione. Questa protesi transfemorale motorizzata viene alimentata a batterie, la cui durata con una carica completa è stimata di tre ore, e consente a chi la indossa di camminare, sedersi, salire o scendere le scale. Da una parte, i motori servono a fornire energia durante la fase di appoggio, dall’altra parte gli elementi elastici passivi assorbono l’impatto con il terreno, garantendo la naturale flessione del ginocchio in fase di carico.

Il dispositivo e’ stato definito dai ricercatori "orto-protesi" ed il suo sviluppo nasce dall’idea secondo la quale, in futuro, gli amputati potrebbero beneficiare di una protesi unita ad un tutore per agevolare il movimento quanto più naturale possibile. Se la protesi sostituisce l’arto mancante, l’ortesi nasce con l’obiettivo di rendere più naturale ed efficiente il cammino, modi che la protesi tradizionale non è in grado di restituire.

I prossimi step del progetto prevedono di continuare a migliorare la tecnologia, già oggi in stato avanzato, al fine di renderle utilizzabili.

Progetto Cyberlegs in Azione