EVRYON

Obiettivi del progetto

Il progetto EVRYON si propone di sviluppare una nuova metodologia per la progettazione di robot indossabili, quali esoscheletri, ortesi e protesi, con diverse applicazioni potenziali tra cui la riabilitazione neuro-motoria e l’assistenza alla persona. Le soluzioni progettuali ideali per tali sistemi dovrebbero mirare al compromesso ottimale tra prestazioni e requisiti critici quali la minimizzazione di peso e ingombro, la riduzione del consumo energetico e tutti gli ulteriori fattori che possono compromettere in maniera significativa l’efficacia. Nell’ambito del progetto è stato concepito e finalizzato un processo di progettazione open-ended secondo cui la morfologia e lo schema di controllo del robot da sviluppare possono co-evolvere, ovvero essere co-ottimizzati, in un ambiente di simulazione in cui vengono anche modellate le proprietà dinamiche/biomeccaniche del corpo umano. Quest’approccio risulta essere la naturale applicazione alla robotica indossabile di studi nel campo della biomeccanica e della robotica bipede, i quali hanno dimostrato l’importanza delle caratteristiche dinamiche intrinseche della struttura (vivente o artificiale) nel controllo della locomozione.

L’idea di base del progetto EVRYON è che, come per i robot camminatori, anche le prestazioni dei robot indossabili possono essere migliorate sfruttando le potenzialità dell’intelligenza strutturale (structural embodied intelligence), ossia le proprietà dinamiche intrinseche della struttura meccanica. La metodologia di progettazione sviluppata nell’ambito del progetto ha prodotto un set di strumenti avanzati di supporto alla progettazione meccatronica che sono stati validati tramite lo sviluppo di un nuovo prototipo di ortesi attiva per gli arti inferiori in grado di fornire assistenza ai giunti di anca e ginocchio per i movimenti di flessione ed estensione. Il robot sviluppato integra le soluzioni ottimali, dal punto di vista della cinematica, della dinamica e degli algoritmi di controllo, ottenute nel corso del processo di progettazione co-evolutiva. Il dispositivo, contrariamente a quanto accade generalmente, è caratterizzato da una struttura cinematica non antropomorfa, ovvero che non replica le caratteristiche del sistema muscolo-scheletrico umano. Ciò consente un’elevata robustezza rispetto a possibili errori di disallineamento tra assi di rotazione di giunti umani e robotici, migliorando l’ergonomia e minimizzando i tempi di montaggio della macchina. La soluzione adottata consente inoltre di minimizzare le forze d’interazione indesiderate e di massimizzare il comfort per l’utilizzatore.

Il prototipo, integrato su un tappeto motorizzato, include attuatori cedevoli in grado di garantire la sicurezza intrinseca e di regolare in maniera accurata le forze impartite al soggetto durante l’assistenza fisica. Moduli aggiuntivi per l’assistenza dei movimenti di flessione/estensione della caviglia e di intra/extrarotazione e adduzione/abduzione dell’anca sono stati sviluppati per essere integrati in una versione autonoma del robot da utilizzare in ambiente non strutturato. Il prototipo, installato presso il Centro per la Salute dell’Anziano (CESA) è stato testato sperimentalmente su soggetti giovani sani e su soggetti anziani con decadimento fisiologico delle funzionalità motorie, così da quantificarne l’accettabilità e le capacità di restituire all’anziano una camminata fisiologica incrementandone l’autonomia personale.

Official website: www.evryon.eu

Data di inizio e fine

2009 - 2012

Responsabile del progetto

Prof. Eugenio Guglielmelli

Coordinator

Università Campus Bio-Medico di Roma

Altre Istituzioni coinvolte

• Technische Universiteit Delft

• Universiteit Twente

• École Polytechnique Fédérale de Lausanne

• Scuola Superiore Sant’Anna

• Budapest University of Technology and Economics

• University of Ljubljana

Fonte/i di finanziamento

Commissione Europea, VII Programma Quadro, programma FET (Future and Emerging Technologies), proactive initiative “Embodied Intelligence”. Identificativo progetto FP7-ICT-2007.8.5 #231451.