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Data documento: 13-10-2016
Wearable robots usher in next generation of mobility therapies
Robot indossabili danno inizio alla prossima generazione di terapie per la mobilità
Wearable robots that can anticipate and react to users’ movement in real time could dramatically improve mobility assistance and rehabilitation tools.
Robot indossabili capaci di anticipare e reagire in tempo reale ai movimenti degli utilizzatori potrebbero migliorare sensibilmente l’assistenza alla mobilità e gli strumenti per la riabilitazione.
Wearable robots are programmable body-worn devices, or exoskeletons, that are designed to mechanically interact with the user.
I robot indossabili sono dei dispositivi programmabili che si portano sul corpo, o esoscheletri, e che sono progettati per interagire meccanicamente con l’utilizzatore.
Their purpose is to assist or even substitute human motor function for people who have severe difficulty moving or walking.
Il loro scopo è quello di supportare o persino di sostituire la funzione motoria umana per le persone che hanno delle gravi difficoltà a muoversi o a camminare.
The BIOMOT project, completed in September 2016, has helped to advance this emerging field by demonstrating that personalised computational models of the human body can effectively be used to control wearable exoskeletons.
Il progetto BIOMOT, completato nel settembre 2016, ha aiutato a far progredire questo settore emergente dimostrando che i modelli computazionali personalizzati del corpo umano possono essere efficacemente usati per controllare degli esoscheletri indossabili.
The project has identified ways of achieving improved flexibility and autonomous performance, which could assist in the use of wearable robots as mobility assistance and rehabilitation tools.
Il progetto ha identificato dei modi per ottenere una migliore flessibilità e prestazioni autonome, che potrebbero assistere nell’uso di robot indossabili quali strumenti di assistenza alla mobilità e di riabilitazione.
>>> ‘An increasing number of researchers in the field of neurorehabilitation are interested in the potential of these robotic technologies for clinical rehabilitation following neurological diseases,’ explains BIOMOT project coordinator Dr. Juan Moreno from the Spanish Council for Scientific Research (CSIC).
“Un crescente numero di ricercatori nel campo della neuroriabilitazione è interessato al potenziale di queste tecnologie robotiche per la riabilitazione clinica in seguito a malattie neurologiche,” spiega il coordinatore del progetto BIOMOT, il dott. Juan Moreno del Consiglio spagnolo per la ricerca scientifica (CSIC).
‘One reason is that these systems can be optimised to deliver diverse therapeutic interventions at specific points of recuperation or care.’
“Una ragione è che questi sistemi possono essere ottimizzati allo scopo di fornire diverse azioni terapeutiche in momenti specifici della convalescenza o della cura.”
However, a number of factors have limited the widespread market adoption of wearable robots.
Tuttavia, molti fattori hanno finora limitato la diffusa commercializzazione dei robot indossabili.
Moreno and his team identified a need for wearable equipment to be more compact and lightweight, and better able anticipate and detect the intended movements of the wearer.
Moreno e il suo team hanno identificato la necessità per le attrezzature indossabili di essere più compatte e leggere, e meglio in grado di anticipare e rilevare i movimenti che chi le indossa intende fare.
In addition, robots needed to become more versatile and adaptable in order to aid people in a variety of different situations;
Inoltre, i robot avevano bisogno di diventare più versatili e adattabili in modo da aiutare le persone in una varietà di situazioni differenti;
walking on uneven ground, for example, or approaching an obstacle.
camminare su un terreno irregolare, ad esempio, o avvicinarsi a un ostacolo.
In order to address these challenges, the project developed robots with real-time adaptability and flexibility by increasing the symbiosis between the robot and the user through dynamic sensorimotor interactions.
Allo scopo di affrontare queste sfide, il progetto ha sviluppato dei robot con adattabilità e flessibilità in tempo reale aumentando la simbiosi tra il robot e l’utilizzatore attraverso interazioni dinamiche sensomotorie.
A hierarchical approach to these interactions was taken, allowing the project team to apply different layers for different purposes.
È stato adottato un approccio gerarchico a queste interazioni, consentendo al team del progetto di applicare differenti strati per differenti scopi.
This means in effect that an exoskeleton can be personalised to an individual user.
Questo significa in effetti che l’esoscheletro può essere personalizzato per un singolo utilizzatore.
‘Thanks to this framework, the BIOMOT exoskeleton can rely on mechanical and bioelectric measurements to adapt to a changing user or task condition,’ says Moreno.
“Grazie a questa struttura, l’esoscheletro di BIOMOT può fare affidamento su misurazioni meccaniche e bioelettriche per adattarsi a utilizzatori o condizioni di lavoro che cambiano,” afferma Moreno.
‘This leads to improved robotic interventions.’
“Questo porta a migliori interventi robotici.”
Following theoretical and practical work, the project team then tested these prototype exoskeletons with volunteers.
In seguito al lavoro teorico e pratico, il team del progetto ha quindi testato questi prototipi di esoscheletro con dei volontari.
A key technical challenge was how to combine a robust and open architecture with a novel wearable robotic system that can gather signals from human activity.
Una sfida tecnica chiave era quella di come combinare un’architettura robusta e aperta con un nuovo sistema robotico indossabile che sia in grado di raccogliere segnali provenienti dall’attività umana.
‘Nonetheless, we succeeded in investigating for the first time the potential of automatically controlling human-robot interactions in order to enhance user compliance to a motor task,’ says Moreno.
“Ciononostante, siamo riusciti a studiare per la prima volta il potenziale del controllo automatico delle interazioni uomo-robot allo scopo di migliorare l’adattamento dell’utente a un compito motorio,” dice Moreno.
‘Our research with healthy humans showed such positive and promising results that we are keen to continue validation with both stroke and spinal cord injury patients.’
“La nostra ricerca con soggetti in salute ha mostrato dei risultati talmente positivi e promettenti che non vediamo l’ora di continuare la convalida sia con pazienti colpiti da ictus che con lesioni al midollo spinale.”
Indeed, Moreno is confident that the success of the project will open up potential new research avenues.
Infatti, Moreno è convinto che il successo del progetto aprirà la strada a potenziali nuove direzioni di ricerca.
For example, the results will help scientists to develop computational models for rehabilitation therapies, and better understand human movement in more detail.
Ad esempio, i risultati aiuteranno gli scienziati a sviluppare modelli computazionali per terapie di riabilitazione, e a comprendere meglio il movimento umano più nei dettagli.
‘In the project we also defined novel techniques to evaluate and benchmark performances of wearable exoskeletons,’ says Moreno.
“Nel progetto abbiamo anche definito nuove tecniche per valutare e stabilire degli standard per le prestazioni degli esoscheletri indossabili,” dice Moreno.
‘Further innovation projects are planned by consortium members to follow up on this research, and to exploit developments in the field of human motion capture, human-machine interaction and adaptive control.’
“Ulteriori progetti innovativi sono programmati dai membri del consorzio per approfondire questa ricerca, e per sfruttare gli sviluppi nel settore della cattura del movimento umano, dell’interazione uomo-macchina e del controllo adattivo.”
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Sito web del progetto
Source: Based on an interview with the project coordinator
Fonte: Sulla base di un’intervista con il coordinatore del progetto