Il progetto HAPTIX della DARPA inizia a lavorare per fornire il senso del tatto nelle mani protesiche

Il progetto HAPTIX della DARPA conduce ricerche per fornire il senso del tatto nelle mani protesiche

Nonostante le moderne ricerche nella tecnologia per protesi degli arti superiori, braccia e mani artificiali, la tecnologia non è ancora evoluta per fornire agli utenti degli arti artificiali un feedback sensoriale, come la reale “sensazione” delle cose toccate o la consapevolezza della posizione e del movimento dell’arto. Senza questo feedback, anche un arto protesico modernizzato può sembrare opaco per la persona mutilata, un fattore che compromette l’efficacia degli arti e la volontà dei loro portatori di utilizzarli.

Per superare queste sfide, la DARPA ha assegnato contratti principali per la Fase 1 del suo programma Hand Proprioception and Touch Interfaces (HAPTIX).

L’interesse e l’assistenza della DARPA a HAPTIX per ripristinare una funzionalità completa e sana è dovuto al numero elevato di personale militare ferito e mutilato in battaglie e operazioni di controinsurrezione. L’iniziativa della DARPA è anche parte del programma della Casa Bianca per la riabilitazione dei veterani dell’esercito. Tuttavia, l’uso militare viene spesso trasferito all’uomo comune, come è successo con Internet e molte innovazioni tecnologiche moderne.

HAPTIX cerca di portare un palmo protesico complementare che si muove e fornisce all’utente la sensazione di avere una mano sana. Il feedback sensoriale, generalmente proveniente da una mano, è indiscutibilmente critico per molte funzioni, e HAPTIX cerca di portare una sensazione di conoscenza così abbondante e colorata che gli utenti desidererebbero indossare le loro protesi a tempo pieno. Ripristinando le funzioni sensoriali, HAPTIX mira anche a revocare o alleviare il dolore fantasma che colpisce circa l’80% degli amputati.

La rapida crescita di protesi per gli arti superiori notevolmente migliorate è diventata una priorità nazionale. Il presidente Obama ha fatto riferimento ai numerosi programmi di protesi modernizzati della DARPA nel suo discorso sullo Stato dell’Unione del 2015, quando ha dichiarato che il governo degli Stati Uniti è interessato a “creare protesi rivoluzionarie, in modo che un veterano che ha dato le sue braccia per il suo paese possa giocare a prendere con i suoi figli di nuovo”.

“L’idea finale per HAPTIX è di creare un dispositivo che sia sicuro, efficace e sufficientemente affidabile per l’uso nelle attività quotidiane,” ha dichiarato Doug Weber, manager del programma DARPA. “La DARPA sta collaborando con scienziati della Food and Drug Administration per aiutare a sviluppare standard per verificare la sicurezza e quantificare i benefici di questa nuova categoria di tecnologie avanzate. Vogliamo semplificare il processo di validazione delle tecnologie che possono aiutare le forze armate, i militari e i veterani che sono stati feriti mentre servivano il paese.”

La DARPA sta valutando diversi approcci tecnici grafici nella Fase 1. Quelli che considera di successo passeranno alla Fase 2, che integrerà componenti tecnologici più avanzati in un sistema di test HAPTIX completo. Il gruppo prevede di avviare prove a domicilio di una protesi HAPTIX completa, approvata dalla FDA, che si spera sarà completata entro un periodo di 4 anni.

Il nome HAPTIX è un gioco di parole su haptics, che si riferisce a una sensibilità al tatto. Il programma prevede di adattare uno dei sistemi di arti protesici sviluppati recentemente nell’ambito del programma Revolutionizing Prosthetics della DARPA per incorporare interfacce che forniscono controllo preciso e feedback sensoriale agli utenti. Queste interfacce si baserebbero su tecnologie di interfaccia neurale avanzate sviluppate dal programma Reliable Neural-Interface Technology (RE-NET) della DARPA.

Dove appropriato, i team HAPTIX intendono acquisire tecnologie commercialmente disponibili come elettrodi intramuscolari e tecnologie di conduzione sviluppate principalmente per pacemaker cardiaci e ora utilizzate in diversi dispositivi medici impiantabili moderni. Il programma prevede anche di testare tecnologie avanzate di array di microelettrodi e di elettrodi a stimolazione nervosa che sono state sviluppate negli ultimi due decenni con il supporto dei National Institutes of Health, del Department of Veterans Affairs e della DARPA.

La DARPA sta collaborando con team guidati dalle seguenti istituzioni:

• Case Western Reserve University
• Cleveland Clinic
• Draper Laboratory
• Nerves Incorporated
• Ripple LLC
• University of Pittsburgh
• University of Utah
• University of Florida

Per aiutare i ricercatori a controllare le loro ricerche in modo più rapido ed economico, la DARPA sta fornendo un programma di simulazione di protesi per testare i progetti. Il programma include una versione del DARPA Robotics Challenge (DRC) Simulator del Giugno 2013 Virtual Robotics Challenge, che ha aiutato a facilitare il primo design e analisi di robot semi-autonomi che potrebbero assistere negli sforzi di risposta alle emergenze.

“Il simulatore del DARPA Robotics Challenge è stato di grande aiuto per il DRC e abbiamo immediatamente visto come il miglioramento dell’ambiente di test virtuale potrebbe avvantaggiare la ricerca HAPTIX,” ha affermato Weber. “Il simulatore consentirà uno sviluppo rapido e a basso costo della tecnologia HAPTIX e fornirà anche agli amputati un’esperienza realistica per l’addestramento all’uso della loro protesi fisica.”

La buona notizia è che un giorno, le persone mutilate potrebbero effettivamente ‘sentire’ quanto è caldo il loro caffè e questo sarebbe un momento unico per centinaia di persone fisicamente disabili in tutto il mondo.

Risorsa: DARPA.