Un team della FAU è coinvolto in un progetto dell’UE incentrato sul rilevamento degli intenti negli arti artificiali
Alzare un bicchiere, stringere il pugno, digitare un numero di telefono usando il dito indice: è incredibile quello che mani robotiche all’avanguardia possono già fare grazie alla tecnologia biomedica. Tuttavia, le cose che funzionano in laboratorio incontrano spesso ostacoli quando vengono messe in pratica nella vita quotidiana. Il problema è la grande diversità delle intenzioni di ogni singola persona, il suo ambiente e le cose che possono essere trovate lì, rendendo quasi impossibile una soluzione unica. Un team della FAU sta studiando come migliorare e rendere più affidabili le protesi intelligenti. L’idea è che l’intelligenza artificiale interattiva aiuterà le protesi a riconoscere meglio l’intenzione umana, a registrare l’ambiente circostante e a continuare a svilupparsi e migliorare nel tempo. Il progetto riceverà 6 milioni di euro di finanziamenti dall’UE,
“Stiamo letteralmente lavorando all’interfaccia tra uomo e macchina”, spiega il Prof. Dr. Claudio Castellini, professore di robotica medica alla FAU. “La tecnologia alla base delle protesi per gli arti superiori ha fatto passi da gigante negli ultimi decenni”. Utilizzando l’elettromiografia di superficie, ad esempio, gli elettrodi cutanei sul restante moncone del braccio possono rilevare i minimi movimenti muscolari. Questi biosegnali possono essere convertiti e trasferiti all’arto protesico come impulsi elettrici. “Chi lo indossa controlla da solo la propria mano artificiale usando il moncone. I metodi presi dal riconoscimento di modelli e dall’apprendimento automatico interattivo consentono inoltre alle persone di insegnare alla propria protesi le proprie esigenze individuali quando si esegue un gesto o un movimento.
I vantaggi dell’intelligenza artificiale rispetto alle protesi puramente estetiche
Allo stato attuale, le protesi robotiche avanzate non hanno ancora raggiunto standard ottimali in termini di comfort, funzionalità e controllo, motivo per cui molte persone con arti mancanti spesso preferiscono ancora protesi puramente estetiche senza funzioni aggiuntive. Il nuovo progetto EU Horizon “AI-Powered Manipulation System for Advanced Robotic Service, Manufacturing and Prosthetics ( IntelliMan) ” si concentra quindi su come questi possano interagire con il loro ambiente in modo ancora più efficace e per uno scopo specifico.
I ricercatori della FAU si concentrano in particolare su come migliorare il controllo degli arti superiori protesici sia reali che virtuali. L’attenzione si concentra su ciò che è noto come rilevamento degli intenti. Il Prof. Castellini e il suo team stanno continuando a lavorare sulla registrazione e l’analisi dei biosegnali umani e stanno progettando algoritmi innovativi per l’apprendimento automatico volti a rilevare i modelli di movimento individuali degli individui. Gli studi sugli utenti condotti su persone sottoposte a test con e senza disabilità fisiche vengono utilizzati per convalidare i loro risultati. Inoltre, FAU è anche leader dell’area “Autonomia condivisa tra umani e robot” nel progetto UE, finalizzato a verificare la sicurezza dei risultati.
All’interfaccia tra uomo e macchina
Il Prof. Castellini dirige il laboratorio “Assistive Intelligent Robotics” (AIROB) presso la FAU che si concentra sul controllo della robotica assistiva per gli arti superiori e inferiori e sull’elettrostimolazione funzionale. “Stiamo sfruttando il potenziale offerto dal rilevamento degli intenti per controllare la robotica assistiva e riabilitativa”, spiega il ricercatore. “Ciò copre robot indossabili indossati sul corpo come protesi ed esoscheletri, ma anche bracci robotici e simulazioni che utilizzano la realtà virtuale”. La cattedra si concentra in particolare sull’elaborazione del segnale biologico di varie modalità di sensori e metodi di apprendimento automatico per il rilevamento degli intenti, in altre parole la ricerca direttamente all’interfaccia tra uomo e macchina.
Nella sua precedente ricerca presso il Centro aerospaziale tedesco (DLR), dove ha lavorato fino al 2021, Castellini ha indagato sulla questione di come le protesi della mano virtuale potrebbero aiutare gli amputati a far fronte al dolore fantasma. Insieme a Castellini, anche il dottorando Fabio Egle, assegnista di ricerca presso la cattedra, è attivamente coinvolto nel progetto IntelliMan. La quota FAU del progetto UE riceverà un finanziamento di 467.000 euro su un periodo di tre anni e mezzo, mentre il budget complessivo ammonta a 6 milioni di euro. Il progetto IntelliMan è coordinato dall’Università di Bologna e sono coinvolti anche il DLR, l’Università Politecnica della Catalogna, l’Università degli Studi di Genova, l’Università Luigi Vanvitelli della Campania e la Bavarian Research Alliance (BayFOR).
