Il prototipo di mano robotica utilizzato per il progetto LifeHand si chiama CyberHand.

Sono almeno 30 gli ingegneri operativi presso gli Arts Lab del Polo Valdera della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa che si sono succeduti nella progettazione e nel miglioramento della protesi e del sistema di interfacciamento neurale, dai primi prototipi fino a oggi, sotto la Direzione Scientifica della Prof.ssa Maria Chiara Carrozza e del Prof. Paolo Dario.

Per la costruzione del prototipo CyberHand sono stati utilizzati materiali molto diversi, a seconda delle esigenze richieste per il suo funzionamento. Le dita sono state realizzate in alluminio, leggero e resistente. I meccanismi di attuazione sono in acciaio. Per il palmo e le coperture è stata usata la fibra di carbonio. La parte elettronica di CyberHand è costituita da materiali standard, utilizzati di norma per la realizzazione di schede elettroniche.

CyberHand pesa circa due chili e ha dimensioni comparabili con quelle della mano di un uomo adulto.

Il sistema di attuazione ed elettronico è collocato su una struttura a torre da laboratorio (non ottimizzato per applicazioni protesiche) delle dimensioni di un avambraccio.

Le sue caratteristiche peculiari sono:

1. Sottoattuazione: un motore agisce sulla contemporanea flessione di tre giunti. Questo semplifica il controllo e permette una presa avvolgente sull’oggetto;

2. Meccanismo di attuazione irreversibile: grazie a questo, una volta preso l’oggetto, è possibile spegnere il motore senza che il dito si riapra. È un meccanismo fondamentale della protesi, perché permette di risparmiare energia delle batterie;

3. Cinque dita indipendenti e movimento di opposizione del pollice;

4. Attuazione a guaine: simile al meccanismo dei freni della bicicletta, permette di situare i motori lontano dalla mano, senza particolari difficoltà di trasferimento del moto.

CyberHand è capace di compiere prese di forza (bottiglie, oggetti di forma parallelepipeda che stanno nel palmo), prese laterali (chiave, carta di credito), prese di precisione (palline, piccoli oggetti). Il prototipo è anche in grado di fare gesti.

Nell’ambito di LifeHand, la connessione fra le interfacce neurali e la mano è stata realizzata attraverso un collegamento transcutaneo (con fili che fuoriuscivano dalla cute del braccio del paziente).

Nel prossimo futuro, tuttavia, verrà utilizzato un sistema telemetrico (wireless) tra interno ed esterno del corpo umano.

Il gruppo di lavoro degli Arts Lab della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, coordinato dall’Ing. Silvestro Micera, si è occupato dello sviluppo degli algoritmi per l’estrazione dei comandi motori e per la stimolazione delle fibre sensoriali, al fine di realizzare il collegamento bi-direzionale fra le interfacce (impiantate) e la mano (esterna), parti essenziali di una protesi “cibernetica”.