L’idea di realizzare protesi di arto collegabili all’uomo mediante speciali interfacce neurali nasce negli anni ’90.

La sperimentazione effettuata con il progetto LifeHand costituisce l’atto conclusivo di uno specifico percorso iniziato nel 2003, nell’ambito del programma di ricerca NEUROBOTICS.

La replica della mano umana è una sfida notevole dal punto di vista ingegneristico. Una mano naturale, infatti, è mossa da oltre 30 muscoli, ha oltre 10mila sensori ed è in grado di eseguire compiti di presa, manipolazione, esplorazione e comunicazione estremamente complessi.

Il gruppo di ingegneri degli Arts Lab della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, guidati dal Prof. Paolo Dario e dalla Prof.ssa Maria Chiara Carrozza, hanno raccolto la sfida cercando di sviluppare una mano biomeccatronica in risposta a un bisogno definito: quello di favorire il reintegro sociale e lavorativo dei soggetti che hanno subito l’amputazione dell’arto.

Nel caso specifico, il ruolo della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa è stato quello di progettare e costruire, nel tempo, vari prototipi di mano biomeccatronica, di realizzare gli algoritmi di classificazione dei segnali neurali, di definire i segnali di stimolazione, di co-progettare le interfacce neurali: tutte le componenti che permettono l’azione volontaria della mano e la percezione della stessa.

La mano biomeccatronica utilizzata per il protocollo sperimentale di LifeHand è stata ribattezzata CyberHand. CyberHand dispone di cinque dita antropomorfe dotate di sensori propriocettivi ed esterocettivi. Ogni dito è mosso da un singolo motore, che permette la flessione e l’estensione delle tre falangi. Un motore aggiuntivo (per un totale di 6 motori nella mano) è utilizzato per il movimento di opposizione del pollice, fondamentale per effettuare prese di oggetti.

I motori e i sensori sono controllati da schede elettroniche che regolano il funzionamento secondo un’architettura gerarchica, il cui livello superiore è direttamente controllabile dal PC che classifica i segnali neurali.