Protesi di mano sensibili grazie a nuovi sensori metallici

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(foto archivio)

Sensori tattili metallici (LMS): questa la tecnologia utilizzata dai ricercatori del Florida Atlantic University’s College of Engineering and Computer Science di Miami per conferire la sensibilità tattile a una protesi di mano (Abd, M.A.; Paul, R.; Aravelli, A.; Bai, O.; Lagos, L.; Lin, M.; Engeberg, E.D. Hierarchical Tactile Sensation Integration from Prosthetic Fingertips Enables Multi-Texture Surface Recognition. Sensors 2021, 21, 4324. https://doi.org/10.3390/s21134324).
Più nel dettaglio, i sensori sono stati prodotti con la fotolitografia e sono stati incorporati nei polpastrelli della mano protesica: i ricercatori hanno quindi valutato la capacità di questi sensori nel distinguere tra diverse velocità di scivolamento a contatto con superfici differenti e tra le varie texture delle superfici.
Infine, hanno verificato se i sensori siano in grado di distinguere superfici complesse, con varie texture, dimostrando di fatto la possibilità di attuare una loro integrazione gerarchica.

In uno studio di questo tipo non poteva mancare l’intelligenza artificiale: i ricercatori hanno quindi utilizzato quattro diversi tipi di algoritmo di machine learning, mettendoli a confronto per individuare il più adeguato: K-nearest neighbor (KNN), support vector machine (SVM), random forest (RF) e neural network (NN).
La ricerca ha individuato il neural network come il più efficace, con una accuratezza del 99.2 ± 0.8% nel distinguere le superfici multi-texture. Gli autori si sono detti soddisfatti, ritendo la tecnologia un potenziale strumento per migliorare il controllo protesico, anche attraverso il feedback tattile che, in natura, è fondamentale per mediare il movimento della mano.

Erik Engeberg, autore senior dello studio, ha dichiarato: «le informazioni tattili restituite dai sensori metallici presenti nei polpastrelli della mano hanno permesso di sviluppare un livello di percezione della mano maggiore di quello che si sarebbe ottenuto con le singole informazioni locali. Siamo convinti che questi dettagli tattili potranno essere utilizzati, in futuro, per ricreare una esperienza più realistica per gli utilizzatori di mano protesica, magari tramite un avanzato display tattile, che potrebbe arricchire l’interfaccia protesi-amputato e prevenire che gli amputati smettano di utilizzare la protesi».

Questo è un problema reale: è difficile manovrare una mano che non percepisce il tatto… e spesso gli amputati preferiscono fare senza, oppure tornare a protesi di vecchia concezione. Il che è un peccato. Lo studio è pubblicato su Sensors.

Stefania Somaré

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