Rispetto ai primati le mani umane sono caratterizzate dal pollice opponibile a tutte le dita; hanno dita più lunghe, maggiore sensibilità tattile e una finezza insuperabile nell’abilità motoria. Queste differenze anatomiche e funzionali ci hanno consentito di sviluppare capacità manuali avanzate che sono risultate fondamentali per la nostra evoluzione comunicativa, scientifica e culturale, basti pensare all’importanza della scrittura e della pittura. Ma non solo, tutto questo ha contribuito allo sviluppo dell’intelligenza e della dimensione del cervello. La sezione dedicata al controllo della mano occupa infatti una porzione molto estesa della corteccia sensoriale e nella corteccia motoria.
Per questi motivi negli ultimi decenni si sta cercando di produrre delle protesi altamente tecnologiche che possano sostituire l’attività di una mano umana in tutti i suoi ambiti.
Di recente sono state sviluppate l’interfaccia neurale diretta (IND) e l’interfaccia cervello-computer (BCI) che permettono di controllare movimenti artificiali tramite l’impulso nervoso generato direttamente dal cervello. Ottimi progressi ci sono stati nello sviluppo dei sensori integrati che possono rilevare la pressione, la temperatura e altri stimoli tattili. In alcune protesi i movimenti delle dita possono essere controllati anche utilizzando i muscoli residui dell’arto amputato grazie a segnali elettromiografici (EMG) generati dai muscoli stessi.
Nel 2019 per la prima volta una mano robotica è stata impiantata a permanenza in una donna svedese di 45 anni. Questa è stata realizzata grazie al progetto europeo “DeTop” ideato dai ricercatori dell’Istituto di Biorobotica della Scuola superiore Sant’Anna di Pisa. L’impianto è stato sviluppato in Svezia dal team di ricercatori della Chalmers University of Technology. La struttura è in titanio e 16 elettrodi sono inseriti direttamente nei muscoli residui per permettere il collegamento al sistema nervoso della donna garantendo attività motoria e sensitiva.
L’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa continua tutt’oggi ad essere all’avanguardia negli sviluppi tecnologici delle mani bioniche. Grazie a loro nel 2023 è stato concluso e testato anche il progetto “Myki”, finanziato dall’European Research Council. In questo caso l’innovazione ha riguardato la modalità di interfaccia fra la mano robotica e il corpo.
Il sistema Myki (Bidirectional Myokinetic Implanted Interface for Natural Control of Artificial Limbs) utilizza il campo magnetico per collegare gli impulsi cerebrali all’impianto. Vengono inseriti piccolissimi magneti nei muscoli residui dell’avambraccio. Lo spostamento di questi durante la contrazione attiva i movimenti della mano robotica.
Ma la tecnologia per ripristinare il funzionamento delle mani umane non si limita solo alla sostituzione della mano con una protesi artificiale.
È di questi giorni la notizia che gli scienziati del Dipartimento di Ingegneria meccanica e navale della Florida Atlantic University hanno sviluppato un guanto robotico per riaddestrare le mani di persone colpite da ictus. La protesi di 191 grammi è un esoscheletro “intelligente” dotato di sensori tattili e attuatori pneumatici. In sintesi è una sorta di guida per la mano che fornisce un supporto sensoriale e motorio, amplificandone le capacità.
Nel prossimo futuro la combinazione tra robotica e AI (artificial intelligence) permetterà di sviluppare sempre più arti con caratteristiche simili a quelle umane. E la mano artificiale di Luke Skywalker, vista nel film di fantascienza “Guerre Stellari”, potrebbe diventare realtà.
