Alla Università di Nagasaky, nella città di Nagasaky, in Giappone, l’ingegnere meccanico Shunji Moromugi indossa un paio di quelli che egli chiama «pantaloni amplificatori di potenza» e inizia a lavorare. Tenendo sulle spalle un bilanciere di 16 kg, Moromugi esegue 90 piegamenti sulle gambe in 90 secondi senza un minimo di affanno. Ciò grazie a pantaloni con sensori computerizzati che rivelano cosa stanno facendo le sue gambe – flessioni fino al ginocchio – e a muscoli artificiali a forma di tubo, montati ai lati di entrambe le ginocchia, che si espandono e si contraggono con i flussi di aria compressa. I muscoli artificiali sono attaccati a un sostegno d’acciaio che va dalla coscia al polpaccio; quando si allungano, essi estendono il ginocchio di Moromugi e lo aiutano a tornare in piedi con minore fatica.
Questi pantaloni potrebbero contribuire in modo decisivo alla realizzazione di un sogno: sistemi meccanici che migliorano la mobilità delle persone anziane o dei disabili o aumentano la resistenza dei soldati o di chi lavora nelle squadre di salvataggio. Mentre finora i robot indossabili sono sempre stati ingombranti e difficili da controllare, questa ultima versione – una collaborazione tra l’Università di Nagasaky, l’Università di Elettrocomunicazioni di Tokyo, in Giappone, e l’Università della California, a Irvine – è più intelligente e funzionale. Gli esperti di robotica dicono che è un passo importante verso la costruzione di macchine che le persone useranno realmente. «è una novità perché è sensibile su tutta l’interfaccia dei tessuti molli dell’organismo», afferma Ephrahim Garcia, un ingegnere meccanico e aerospaziale della Cornell University ed ex program manager alla DARPA statunitense (Defense Advanced Research Projects Agency). «Sono necessari calcoli complessi per riuscire in questa impresa», egli aggiunge.
In effetti i minuscoli sensori del sistema sono distribuiti sulle gambe e le anche per misurare i segnali che i muscoli emettono quando si contraggono. Ogni pochi millisecondi, gli estensimetri e i sensori ultrasonori a forma di disco nei risvolti dei pantaloni misurano la compattezza e la densità dei tessuti sottostanti e comunicano senza fili con un computer che decodifica i segnali, prevedendo i movimenti intenzionali sulla base di dati sperimentali e modelli matematici. Infine il computer controlla lo stato dei muscoli artificiali. «Stiamo cercando di ridurre la fatica e di aiutare particolarmente le persone disabili», sostiene Maria Feng, un ingegnere civile della Università della California, a Irvine, e collaboratrice del progetto.
I pantaloni robotici sono stati testati alla Università di Nagasaki come strumento di terapia fisica per pazienti costretti a non muoversi dal letto. I ricercatori stanno anche sperimentando un guanto meccanico che permette a chi lo usa di prendere una tazza di caffè contraendo solamente i muscoli della parte superiore del braccio: una tecnologia importante, per esempio, per una persona che ha perso la precisione nel controllo motorio a causa di una lesione spinale o una paralisi cerebrale. Nei prossimi due anni, dice Feng, i ricercatori elimineranno i rimanenti difetti e cominceranno ad allargare la sperimentazione dell’apparecchio nelle cliniche e sui pazienti.
Se tutto andrà bene, queste macchine di assistenza all’uomo potrebbero raggiungere il mercato in 5-10 anni. Ciò grazie al lavoro su progetti connessi di ricercatori di robotica e alle decine di milioni di dollari di finanziamento solo della DARPA. All’Università della California, a Berkeley, gli ingegneri meccanici hanno costruito un «esoscheletro» robotico che, in collegamento con le gambe delle persone, le aiuta a a stare in equilibrio, camminare e correre con minore sforzo. I ricercatori stanno ora sviluppando un prototipo adatto alla parte inferiore del corpo, alimentato da combustibile per endoreattori, che potrebbe consentire ai soldati di muoversi più facilmente su terreni irregolari mentre trasportano equipaggiamento pesante.
Quindi, chi sarà in realtà a usare all’inizio questi apparecchi? è opinione condivisa tra i ricercatori che le prime applicazioni commerciali saranno nei settori della terapia fisica e della riabilitazione. Ma ciò richiederà il perfezionamento della tecnologia per renderla il più possibile sicura e affidabile. è ancora troppo presto per dire se l’impatto reale sarà in campo militare o domestico. Ma con il progresso della ricerca e sviluppo – e se dimostreranno di influire positivamente sulla nostra salute – i robot indossabili potranno anche diventare un capo elegante.
