Ambiti e metodologie di ricerca
Il CREO Lab nasce con l'obiettivo di progettare, sviluppare e validare tecnologie robotiche e sistemi meccatronici per la salute e il benessere della persona con l’ottica di promuoverne anche la sostenibilità economica e ambientale. I principali ambiti di ricerca della U.R. riguardano:
- Meccatronica per sistemi biomedicali e scienze della vita: metodi e strumenti di progettazione meccatronici e biomeccatronici di macchine e sistemi robotici per la salute e il benessere dell'uomo
- Robotica avanzata centrata sulla persona: sistemi robotici per il benessere della persona con applicazione alla medicina e all'agrifood
- Neuroingegneria e neurorobotica: sistemi bionici, interfacce neurali e piattaforme robotiche per la ricerca in neuroscienze
- Valutazione e gestione delle tecnologie biomediche: Health Technology Assessment, Gestione Progetti, Gestione della Ricerca Biomedica
I principali ambiti di applicazione includono:
- Robotica per assistenza e riabilitazione:
- Robot indossabili e macchine operative per neuroriabilitazione e riabilitazione ortopedica
- Metodi e Sistemi per la terapia motoria Robot-Assistita
- Metodi di feedback per terapia robotica
- Valutazione Funzionale quantitativa
- Ausili tecnologici per la vita indipendente e il reinserimento lavorativo
- Protesi di arto attive e passive
- Interfacce uomo-macchina adattative e multimodali per terapia motoria e ausili tecnologici - Robotica Chirurgica:
- Robot endoscopici
- Strumenti meccatronici per applicazioni urologiche
- Robot per chirurgia spinale
- Interfacce aptiche
- Metodi e strumenti di restituzione di feedback aptico
- Architetture di controllo teleoperato - Robotica per agricoltura
- Robot intelligenti per la valutazione precoce e non invasiva dello stato di stress della pianta
- Sistemi robotici per interventi meccanici mirati e raccolta di prodotti - Neuroingegneria e Ingegneria del Neurosviluppo:
- Studio e modellazione del sistema sensori-motorio
- Studio e modellazione delle patologie del sistema nervoso
- Definizione di strumenti e metodi per l’analisi quantitativa del comportamento umano durante il neurosviluppo
- Studio delle alterazioni del neurosviluppo
- Interfacce neurali per il controllo di sistemi robotici e bionici - Sistemi di valutazione ergonomica in contesti occupazionali
- valutazione dell'impatto ergonomico e fisiologico di tecnologie esoscheletriche per il supporto nello svolgimento del compito lavorativo - Robotica e sistemi di monitoraggio per ambienti ostili
- Interfacce uomo-macchina per il controllo teleoperato di robot
- Sistemi per il monitoraggio remoto di parametri fisiologici e ispezione/sanificazione di ambienti ad alto rischio per l’uomo
L'U.R. opera in stretta collaborazione con la Facoltà Dipartimentale di Medicina e Chirurgia e con la Fondazione Policlinico Universitario Campus Bio-Medico, per ideare, sviluppare e validare soluzioni innovative non solo in campo strettamente clinico ma anche per la promozione di uno stile di vita sano e di processi di invecchiamento attivo (healthy living and active ageing) che possano concorrere ad un generale miglioramento della qualità della vita dei cittadini e ad un efficientamento delle risorse del sistema paese. Tali soluzioni, sviluppate sulla base di un approccio progettuale centrato sulla persona, e sull'interazione persona-macchina sono caratterizzate da tecnologie ad elevata sicurezza, affidabilità, robustezza e accettabilità.
Nel campo agrifood, l'U.R. ha stretto una collaborazione con la Facoltà Dipartimentale di Scienze e Tecnologie per l'Uomo e l'Ambiente per ideare, sviluppare e validare soluzioni innovative per agricoltura di precisione al fine di promuovere l'ecosostenibilità del sistema produttivo agroalimentare attraverso l'uso di metodiche di progettazione e sviluppo consolidate in campo biomedico (ma non solo) che possono essere efficacemente sfruttate anche in questo settore.
Dotazioni tecnologiche
Il Laboratorio di Robotica Avanzata e Tecnologie Centrate sulla Persona copre un area di circa 100 m2 al piano -1 del PRABB. Dispone di un'officina attrezzata delle dotazioni tecnologiche di base per lo sviluppo e l'integrazione elettronica di sistemi robotici e meccatronici. E di una serie di dotazioni strumentali e prototipali che si sono arricchite nel corso degli anni. Di seguito si riportano le principali:
- Tecnologie di Digital Manufacturing
- Scanner 3D EinScan HX
- Stampante Ultimaker 3, Tecnologia FDM
- Stampante Formlabs Fuse1, Tecnologia SLS
- Stampante Anisoprint A4, Tecnologia CRF - Dispositivi Robotici per riabilitazione e assistenza
- Dispositivi robotici planari per la riabilitazione dei distretti di spalla e gomito (CBM-Motus e ICONE)
- Mano biomeccatronica per uso protesico (IH2 Azzurra Prensilia, RoboLimb Ossur, Michelangelo Ottobock)
- Mano robotica antropomorfa (DLR/HIT hand II)
- Esoscheletro per la riabilitazione della mano (Gloreha Sinfonia)
- Braccio antropomorfo (Kuka LightWeight Robot 4+)
- Piattaforma robotica mobile per assistenza e riabilitazione (Tiago robot)
- Esososcheletri per la riabilitazione dell’arto inferiore (Ekso GT, ReWalk, LENAR) - Dispositivi Robotici per Chirurgica:
- Prototipo di capsula ingoiabile con capacità di locomozione nel tratto intestinale
- Sistema teleoperato per chirurgia minimamente invasiva costituito dal braccio robotico Kuka e dall’interfaccia aptica Novint Falcon
- prototipo di sistema robotico per chirurgia spinale
- prototipo di catetere per cardiologia interventistica - Sistemi per agricoltura:
- Sensori iperspettrali per il monitoraggio dello stato di salute della pianta
- Braccio antropomorfo (Kuka LWR) e robot mobile (Tiago robot) per posizionamento di sensori e interventi meccanici sulle piante - Sensori e sistemi per analisi del movimento:
- Oggetti sensorizzati per l'analisi biomeccanica della presa
- Sensori per il monitoraggio dei parametri fisiologici (sensori magneto inerziali XSENS, sensori magneto inerziali ed elettromiografici Trigno, sensori per il monitoraggio dell’attività cardiaca, respiratoria ed elettrodermica)
- Sistemi optoelettronici per la ricostruzione biomeccanica (VICON e BTS SMART system)
- Board meccatronica interattiva per analisi del comportamento del bambino
- Giocattoli sensorizzati per studi del neuro sviluppo dei bambini
- Dispositivi per il monitoraggio della suzione
Collaborazioni con altri Centri di Ricerca
- Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa
- Ecole Polytechnique Fédérale Lausanne
- Technische Universiteit Delft
- Universiteit Twente
- Consiglio Nazionale delle Ricerche
- University of Aalborg
- Massachussetes Institute of Technology – Department of Mechanical Engineering
- Technische Universitaet Muenchen
- Universidad Miguel Hernández
- Budapesti Muszaki Es Gazdasagtudomanyi Egyetem
- Uiverza V Ljubiani
- Stiftung Frankfurt Institute for Advanced Studies
- University of Ulster
- Aberystwyth University
- Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana
- University of Pittsburgh
- Centro Protesi INAIL di Vigorso di Budrio
- Università di Friburgo
- Fraunhofer IBMT
- Nanyang Technological University , Singapore
- Fondazione Bruno Kessler - Trento
- New York University
- Fondazione S. Lucia – Roma
- Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Boston
- Università degli Studi di Cagliari
- Politecnico di Milano
- Scuola Internazionale Superiore di studi avanzati di Trieste
Brevetti
- Dispositivo per terapia motoria dell'arto superiore, D. Accoto, E. Cecchini, E. Guglielmelli, M. Orsini, F. Torchiani L. Zollo, brevetto ITA n°1388838 (titolare: UCBM)
- Modulo di interfaccia aptica, D. Accoto, E. Cecchini, E. Guglielmelli, brevetto ITA n° 1399399 (titolare: UCBM)
- Dispositivo e metodo di locomozione particolarmente idonei per applicazioni endoscopiche, D. Accoto, S. Passanisi, brevetto ITA n°1397408, domanda USA 20130324796 (titolare: UCBM)
- Dispositivo e metodo per adesione controllata su substrato umido. D. Accoto, C. Esposito, M. T. Francomano, brevetto 0001409811, domanda EP2806817, domanda USA 20140353158, WO2013111076 (titolare: UCBM)
- Dispositivo robotico per l’assistenza e la riabilitazione degli arti inferiori. D. Accoto, G. Carpino, M. Di Palo, S. Galzerano, E. Guglielmelli, F. Sergi, N. L. Tagliamonte, IT1414072, EP2906172, WO2014057410, , BR1120150079733, CA2887671, CL895-2015, CN201380056480.7, IL238211, MX/a/2015/004478, RU2015117490, SG11201502765W, KR 10-2015-7012174, USA 14/434124 (titolare: UCBM)
- Dispositivo per miscelare sangue ricco in piastrine con una soluzione polimerica, V. Denaro, R.Papalia, G. Vadalà, D. Accoto, A. Sudano, domanda ITA RM2014000190 (titolare: UCBM)
- Dispositivo per esercizi di stretching D. Accoto, G. Cargnello, F. de Angelis, E. Guglielmelli, brevetto ITA 0001404655 (titolare: Ortopedia Italia srl)
- Generatore di forza costante ad intensità regolabile, D.Accoto, G. Carpino, N.Tagliamonte, A.Sudano, A.Alessi, domanda ITA RM2014A000017 (titolare: Meccanica Biomedica srl)
- Dispositivo per il campionamento della superficie oculare mediante imprinting, A. Micera, L. Zollo, B. Balzamino, I. Ghezzi, R. Sgrulletta , IT102015000008750 (titolari: UCBM e Fondazione G. B. Bietti)
