Le gambe robotiche danno a chi è paralizzato una nuova visione del mondo

Gli esoscheletri escono dagli ospedali e dai centri di riabilitazione per entrare nelle case.

Esoscheletro Argo

Libera traduzione di un articolo di Leslie Kratz pubblicato il 17 marzo 2017 su CNET Magazine, cnet.com/news/robotic-exoskeletons-paralyzed-spinal-cord-injury-rewalk-ekso-bionics/

NdT 1 - Il profilo di Leslie Kratz e le schede di CNET Magazine e DARPA sono visibili nelle pagine a latere.

NdT 2 - Nell'articolo compaiono alcuni termini tecnici di cui riportiamo di seguito significato e traduzione.

• exoskeleton = esoscheletro - Il termine deriva dal greco έξω,“esterno" e σκελετός, "scheletro". Un esoscheletro, in zoologia, è una struttura esterna, più o meno rigida, che fa da protezione al corpo dell'animale ed eventualmente da sostegno agli organi. Si tratta di un termine usato in contrapposizione a quello di endoscheletro, lo scheletro interno di cui sono dotati, ad esempio, gli esseri umani. 

• powered exoskeleton = esoscheletro motorizzato, o robotizzato. Conosciuto in inglese anche come powered armor, power armor, exoframe, hardsuit, or exosuit è un dispositivo cibernetico mobile alimentato da un sistema di motori elettrici, pneumatici, idraulici, e leveraggi, o da una combinazione di tecnologie che consente il movimento degli arti aumentandone la forza e la resistenza. 

Quando nell'articolo si parla di esoscheletro ci si riferisce in effetti all'esocheletro motorizzato, cioè ad una struttura esterna robotica in grado di potenziare le capacità fisiche (forza, agilità, velocità, potenza, ecc.) dell'utilizzatore che la porta e che costituisce una sorta di “muscolatura artificiale”. Questa struttura viene indossata dall'utilizzatore come un vestito e per questo, in alternanza, viene anche usato il termine 'vestito roborizzato' = suit, exosuit, robotic suit.

Nell'articolo si parla anche di crowdfunding. Il termine, tradotto in italiano con finanziamento collettivo, ma noto anche in Italia con il termine originale inglese, indica una pratica di microfinanziamento collaborativo dal basso in cui un gruppo di persone si mobilitano mettendo in comune parte delle loro risorse in denaro per sostenere gli sforzi di persone e organizzazioni promotori di un progetto nel quale le persone credono.

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Arthur Renowitzky non può fare a meno di attirare su di sé l’attenzione quando cammina per la strada in un mattino di sole autunnale.

Una automobilista abbassa il finestrino per fargli un sorriso e alzare il pollice. “Ce l'hai fatta!” gli dice. Un vicino lo saluta con la mano dal giardino di casa. “Vai a prenderli, Arthur!”

Renowitzky è rimasto paralizzato dal 2007 dopo essere stato colpito da un colpo di pistola al petto per 20 $ e una catenina in similoro. Adesso riesce a stare in piedi e a camminare quando, usando le stampelle per tenersi in equilibrio, indossa un esoscheletro dotato di anche e ginocchia motorizzate che gli permettono di muoversi.

I robot indossabili non sono una novità. DARPA ha finanziato il loro sviluppo fin dall’inizio degli anni 2000 con l’intenzione di costruire una struttura esterna motorizzata che aumentasse la forza e la resistenza dei soldati. Panasonic, Ekso Bionics e altre società offrono delle combinazioni per la parte superiore del corpo per aiutare gli operai nel settore edile e in fabbrica a sollevare carichi pesanti. Ma la promessa più impegnativa è nell’aiutare le persone a riprendere il controllo del loro corpo.

Si possono trovare esoscheletri terapeutici soprattutto negli ospedali e nei centri di riabilitazione, dove sono di ausilio per aumentare la forza , combattere l’atrofia muscolare e aiutare la circolazione sanguigna. La generazione di robot in uso oggi, prodotta da società quali ReWalk, Ekso Bionics, Rex Bionics e SuitX, può essere descritta come ingombrante, con una apparenza che al meglio può definirsi ‘robotica’. Chi li indossa può camminare solo su superfici solide e piane e ha bisogno di stampelle per l’equilibrio e per sostenersi. Con tutto ciò, per paraplegici come Renowitzky hanno significato un cambiamento nella loro vita.

“Mi sono venute le lacrime agli occhi quando mi sono trovato di nuovo il mondo allo stesso livello dei miei occhi e realizzare che la tecnologia sta avanzando così rapidamente,” dice Renowitzky, 29 anni, descrivendo la prima volta che si era infilato il suo ReWalk di 23 kg.

Alzati e cammina.

A quasi 10.000 km di distanza, Mark Daniel passeggia lungo la riva del fiume Limmat che attraversa la Città Vecchia di Zurigo.

Il giorno prima, Daniel, 27 anni, aveva gareggiato contro altri sei concorrenti in una gara per esoscheletri, in cui atleti assistiti da combinazioni robotizzate hanno portato a termine sei attività quotidiane, quali salire le scale o sedersi. Daniel si era classificato secondo.

Fin dal 2010, Daniel aveva provato in Florida delle gambe motorizzate, all’Istituto non-profit per la Cognizione Umana e delle Macchine (IHMC), ma questa era la prima volta che aveva la possibilità di vederle in funzione mentre le indossava.

“Camminare su e giù sul marciapiede fuori è stato un momento che mi ha davvero toccato il cuore,” racconta, “Sono rimasto lì in piedi a guardare il fiume perso in contemplazione per non so quanto tempo.”

Ad oggi, solo poche società in tutto il mondo hanno una regolare autorizzazione per vendere esocheletri per uso domestico. Renowitzky è uno dei pochi fortunati che dispone di un eso-vestito e che possa chiamarlo suo.

Arthur Renowitzky ha avuto il suo eso-vestito dopo che un estraneo ha raccolto 80.000 $ con una campagna di crowdfunding.

Secondo il NSCISC dell'Università di Alabama a Birmingham (Centro di Statistica Nazionale per le Lesioni alla Spina Dorsale), tuttora circa 17.000 persone all’anno, negli Stati Uniti da soli, soffrono di lesioni alla colonna vertebrale. Per loro, la riabilitazione è una condizione critica. La chiave sta nel tirarli fuori dal letto e farli muovere nel più breve tempo possibile, dice Tom Looby, CEO di Ekso Bionics, citando la Fondazione Kessler, una non-profit che si è concentrata nella ricerca riabilitativa. Si è scoperto che gli eso-scheletri hanno aiutato i pazienti a migliorare il consumo di ossigeno, la ventilazione e i battiti del cuore. I pazienti riuscivano anche a camminare più speditamente e percorrendo una distanza maggiore.

“Perchè sono importanti gli scalini? Per la ripetitività.” afferma Looby. “Se si riesce a dismettere una persona con un alto grado di capacità motoria, si presume che si possano ridurre le complicazioni, ridurre i costi di assistenza in vita e rendere le persone più sane e longeve.”

Le complicazioni possono essere sia dolorose che costose. I pazienti con lesioni alla spina dorsale sono di frequente soggetti a malattie cardiovascolari, perdita della densità ossea, infezioni del tratto urinario, dolori cronici e ulcere da decubito, che possono richiedre l’ospitalizzazione e perfino l’intervento chirurgico.

Guardando avanti

Le università, le cliniche e le società di tecnologia avanzata stanno lavorando per rendere le anche e le gambe motorizzate più leggere e sottili abbastanza da poterle infilare sotto il vestito. Il loro obiettivo finale: sviluppare un tipo di vestito robotico che possa essere percepito come una seconda natura per andarci a passeggio, e che permetta a chi lo indossa di muoversi più rapidamente anche su terreni scoscesi, di girarsi e muoversi di lato, dice Peter Neuhaus, ricercatore senior di IHMC.

Proprio adesso, per esempio, gli utilizzatori devono trovare il proprio equilibrio quando fanno un passo. IHMC vuole che la parte robotica prenda progressivamente su di sè il controllo di questa funzione.

Perché sono importanti i passi? Ripetitività è la risposta.

Neuhaus e il suo gruppo di lavoro hanno costruito un esoscheletro con caviglie motorizzate la cui rigidità e angolo di inclinazione possono essere regolati. Questi dispositivi potranno un giorno aiutare gli utilizzatori a camminare più veloci e a mantenersi in piedi senza l’aiuto di stampelle.

Altri ricercatori nel mondo hanno lavorato a lungo sui sistemi di controllo con il solo pensiero degli esoscheletri. Ne abbiamo visto un esemplare 3 anni fa, quando Juliano Pinto usò un vestito robotico controllato dalla sua mente per dare il calcio d’inizio della Coppa del Mondo in Brasile.

Juliano Pinto da il calcio d'inizio del Campionato del Mondo al Maracanà

A parte gli ovvi vantaggi, questi sistemi mantengono attive ed elastiche le sezioni del cervello che controllano il motore, aiutando potenzialmente i pazienti a muoversi sempre più da soli - afferma José Contreras-Vidal, direttore del Laboratorio dell’Università diHouston per i Sistemi di Interfaccia Non-invasivi Cervello-Macchina. “Quando si parla di recupero di funzione, si deve agire su quelle aree del cervello che sono coinvolte nella deambulazione.”

Quanto costa?

Negli Stati Uniti, ReWalk e Parker Hannifin Indego sono gli unici esoscheletri che si possono acquistare per uso personale. Entrambi costano 80.000 $.

Renowitzy ha avuto il suo ReWalk due anni fa dopo che un estraneo dal nome di Eugene Yoon aveva sentito la sua storia e aveva deciso di percorrere il sentiero della Pacific Crest lungo 4.400 km per promuovere la raccolta di denaro attraverso una campagna di crowdfunding.

Arthur Renowitzy passeggia nel suo quartiere nei sobborghi di San Francisco, con l'assistenza del fratello Anthony 

Renowitzy indossa talvolta il suo esoscheletro quando parla per la Fondazione Life Goes On (la vita va avanti), che ha fondato nel 2008 per aiutare le vittime di lesioni alla spina dorsale e di violenza da armi. La indossa anche al parco giochi della sua infanzia, quando passeggia lungo il sentiero e si gode la vista della vicina Baia di San Francisco.

La gente che  lo incontra  spesso gli chiede delle sue gambe robotizzate.

“Non è un problema parlarne con degli estranei,” dice. “E’ parte della mia vita.” Tant'è vero che chiama il suo esoscheletro “il mio amico”, e quando cammina indossandolo ha ancora dei brividi di emozione.

“E’ un sentimento straordinario che mi accompagna per tutto il giorno – anche per una settimana,” dice Renowitzy mentre preme un pulsante sul quadro di controllo che porta al polso per posizionare il suo ReWalk in posizione seduta, e poi usa la forza della parte superiore del corpo per scivolare all’indietro nella sua poltrona.

“Dal punto di vista mentale, è una cosa enorme.”